天线与电波传播（第三版）（宋铮） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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宋铮 著

图书标签:

• 天线
• 电波传播
• 电磁场
• 通信工程
• 电子工程
• 宋铮
• 高等教育
• 教材
• 无线通信
• 天线理论

出版社： 西安电子科技大学出版社

ISBN：9787560640563

版次：3

商品编码：12288823

包装：平装

开本：16

出版时间：2018-01-01

用纸：胶版纸

内容简介

本版是在原书第二版的基础上修订而成的。这次修订对第4章进行了较大篇幅的改动；第3、5、8、9章添加或置换了某些特定天线的内容；在某些章节引入了基于电磁场数值仿真软件得到的天线特性。

本书围绕天线与电波传播两大内容展开。全书共 14 章。前 9 章为天线部分，各章内容分别为：天线基础知识、简单线天线、行波天线、非频变天线、缝隙天线与微带天线、手机天线、测向天线、面天线、新型天线；后 5 章为电波传播部分，各章内容分别为：电波传播的基础知识、地面波传播、天波传播、视距传播、地面移动通信中接收场强的预测。各章均配有适量的习题。

本书力求兼顾信息量大、行文简洁的特点，追踪当前热点技术及应用。书中的大量图表体现了MATLAB 在天线与电波传播领域中的有效应用，附录给出了典型的MATLAB程序，个别章节还介绍了专业的天线分析软件的应用实例。

本书的适用对象为电子工程、通信工程专业的大学本科学生，也可供其他专业选用以及通信和天线工程技术人员参考。为配合教与学，与本教材配套的辅助教材《〈天线与电波传播（第三版）〉学习指导——题解与CAD》和多媒体课件同时出版，供教师和学生选用。

前言/序言

第 三 版 前 言

第三版是在第二版的基础上修订的，面向对象与第二版的相同，全书的主要框架结构不变。

根据新技术的需求，第三版除了在有些知识点上进行了更为准确的阐述之外，还对第4章进行了较大改动，在第3、5、8、9章添加或置换了某些特定天线的内容，例如近地倒V形天线、可重构微带天线、单脉冲卡塞格伦天线以及EBG天线。

由于一些专业的电磁场数值仿真软件对天线的仿真分析具有重要的应用，因此第三版特别在某些章节中引入了基于电磁场数值仿真软件得到的天线特性，旨在为该书的读者提供更加先进的研究手段。

与本书配套的参考书以及多媒体课件也同步进行了修改。

作 者

2016年元月于合肥

第 二 版 前 言

第二版是在第一版的基础上修订而成的。

　　“天线与电波传播”是继“高等数学”、“电磁场与微波技术”等课程之后而开设的电子与信息工程专业（电磁场与微波技术、电子工程、信息工程、通信工程和应用电子技术等专业）的一门专业基础课， 主要讲述天线与电波传播的基本理论、基本概念和基本分析方法。

　　为了适应新技术的需求， 第二版的章节结构与第一版相比， 在保持全书体系不变的前提下， 增加了手机天线、测向天线两章内容；调整和扩充了原第7章“智能天线”的内容， 补充了光子晶体天线、等离子体天线， 并将章名更名为“新型天线”；为了更加靠近实际工程需求， 本书在恰当的章节处介绍了专业天线分析软件的应用实例。修订版的系统性、前瞻性以及可读性较第一版都有所增强。

　　全书仍然围绕天线与电波传播两大内容展开， 共分为14章。 第1章至第9章为天线部分， 讲述天线的基本理论， 按照典型的天线分类， 介绍相关天线的工作原理及电特性。 第10章至第14章讲述电波传播的基本理论， 包括地面波传播、天波传播、视距传播以及地面移动通信中的接收场强预测。 全书大部分章节相对独立， 可根据不同的教学需求自由取舍。

　　第二版继续保持第一版的风格， 基本理论严谨， 具体内容简洁， 追踪科技前沿。 修订版的多媒体课件升级为PDF格式， 版面更加美观。　　本书的适用对象为电子工程、通信工程专业的大学本科学生， 也可供其他专业选用以及通信和天线工程技术人员参考。

　　修订版的出版仍然要感谢西安电子科技大学出版社的大力支持。 书中的部分内容引用了硕士研究生沈爱国、胡梦中的研究成果， 在此表示感谢。 全书引用了大量的参考文献， 作者对这些参考文献的作者致以崇高的敬意。

　　尽管作者勉力追赶新技术的浪潮， 但由于作者水平有限， 疏漏和错误难免， 敬请广大读者批评指正。

　　与本书有关的习题解答、常见简单天线的典型计算程序举例、常见线天线的数值分析， 请参考与本书配套出版的辅助教材。

作 者

2010年8月

于合肥

第 一 版 前 言

从“重基础，宽口径”的培养方针出发，目前高校课程体系作了较大的改革，一是课时减少，二是注重培养学生的创新素质及能力。“天线与电波传播”课程的教学时数减为60以下，但这个领域内的新知识却由于科学技术的飞速发展而不断涌现，为了适应这种变化和现代化教学的需要，我们编写了本书。

本教材的参考学时数为50~60学时。全书围绕天线与电波传播两大内容展开，共分为12章。第1~7章为天线部分，介绍天线的基本理论，对典型线天线和面天线进行了分析并介绍了其工作原理及电特性；为了拓宽学生的知识面以适应宽口径培养的需要，结合当前的科研动态介绍了相应的技术。第8~12章介绍电波传播的基本理论和分类，包括地面波传播、天波传播、视距传播以及地面移动通信中的接收场强预测。大部分章节相对独立，可根据不同的教学需求自由取舍。

本书在保持基本理论的严谨和完整的基础上，力图体现简洁、实用并跟踪学科发展动态的风格。针对“天线与电波传播”课程的理论分析较为繁琐且空间概念不易建立的特点，作者运用高性能计算软件MATLAB，以大量图表形象化地显示了分析结果。附录列出了有关典型计算程序。

本书配有多媒体课件。课件通过对各个动画、图表、数学公式、原理图和文字解说等进行合理编排，为读者提供了一个图文并茂、生动有趣的学习环境，在诠释课程中难点的同时展现了现代教育技术的魅力。

本书的适用对象为电子工程、通信工程专业的大学本科学生，也可供其他专业选用和通信及天线工程技术人员参考。本书由宋铮、张建华、黄冶合作编著，其中，绪论、第1章、第5~8章、第11章由宋铮撰写，第2~4章、第9~10章由张建华撰写，第2章中的引向天线和第4章中的对数周期天线由黄冶撰写，第12章由宋铮和黄冶共同编写。苏州大学电子信息学院的郭辉萍老师主审了全书，审阅人及责任编辑对本书提出了许多宝贵意见，在此表示诚挚的感谢。同时，作者对西安电子科技大学出版社的大力支持表示感谢。天线与电波传播领域的研究兼具传统性和新颖性，本书直接参考和引用了大量的国内外文献，这些文献均在书末一一列出，在此对被参考和引用文献的作者表示诚挚的谢意，如果没有他们发表的这些成果，本书无法完成。由于作者水平有限，书中难免存在一些缺点和错误，敬请广大读者批评指正。天线与电波传播理论及技术作为电子学中的专门学科，有许多急需研究和尚待探索的新课题，同时也存在许多机遇和挑战，希望本书能为此做一点贡献。

作 者

2003年3月于合肥

《天线与电波传播》（第三版）导读：穿越时空的通信之桥 在信息爆炸的时代，我们无时无刻不被无线电波所环绕。手机通话、Wi-Fi上网、卫星导航，乃至远距离的无线电监测，这一切都离不开天线与电波传播的奥秘。本书，由著名学者宋铮教授倾力打造的《天线与电波传播》（第三版），正是为我们揭示这些看不见的能量如何跨越时空，构筑起现代通信的基石。 本书并非一本空洞的理论说教，而是以严谨的学术态度，结合丰富的工程实践，为读者构建起一套系统而深入的认知框架。它将引领我们从基础的电磁理论出发，逐步深入到天线的设计原理、传播特性的分析，直至现代无线通信系统中的应用。无论您是通信工程专业的学生、无线电技术的研究人员，还是对无线电通信充满好奇的爱好者，本书都能为您提供宝贵的知识财富。 第一篇：电磁理论的基石——孕育天线与波动的源头 万事万物皆有其本源，天线与电波传播的理论根基，深植于马克思韦尔方程组所描述的电磁场理论。本书的第一篇，将带领读者重温并深入理解这些基本原理。 电磁场理论回顾： 从静电场和静磁场的基本概念入手，通过高斯定律、安培环路定律、法拉第电磁感应定律以及高斯磁定律，建立起对电场、磁场及其相互关系的深刻认识。这将为理解电磁波的产生和传播打下坚实的基础。 位矢量与波动方程： 在此基础上，本书将引入位矢量（电位和磁位）的概念，并在此框架下推导出描述电磁场在空间中传播的波动方程。理解波动方程的物理意义，是掌握电磁波特性，进而理解天线辐射原理的关键。 电磁波的产生与特性： 波动方程的解揭示了电磁波的存在。本书将详细阐述电磁波的产生机制，即加速运动的电荷会辐射电磁波。同时，我们将深入探讨电磁波的基本特性，包括其横波性质、传播速度（光速）、能量密度、功率密度以及偏振特性。这些特性不仅决定了电磁波的传播方式，也对天线的设计和选择提出了具体要求。 边界条件与反射/折射： 在实际应用中，电磁波总是与媒质边界发生相互作用。本书将详细讲解在不同边界（如导体、介质界面）下的边界条件，并在此基础上分析电磁波的反射和折射现象。理解这些现象，对于理解多径传播、信号衰减以及天线在复杂环境中的性能至关重要。 第二篇：天线——电磁波的“嘴巴”与“耳朵” 天线是实现无线电通信的不可或缺的组成部分，它负责将电信号转换为电磁波发射出去，或将接收到的电磁波转换为电信号。本书的第二篇，将聚焦于天线的理论与设计。 天线基本参数： 在正式介绍各种天线类型之前，本书将系统地阐述评价天线性能的关键参数，这有助于读者建立起对天线的宏观认识。 辐射方向图（Radiation Pattern）： 这是描述天线在空间各个方向上辐射（或接收）能量强弱的图形。我们将详细介绍主瓣、副瓣、零点等概念，以及全向天线、定向天线等不同类型的方向图特点。 增益（Gain）： 增益是衡量天线相对于理想点源或偶极子天线在特定方向上辐射（或接收）能力的指标。我们将区分绝对增益和相对增益，并理解增益与方向性系数（Directivity）之间的关系。 方向性系数（Directivity）： 方向性系数衡量天线将能量集中在某个方向的能力，不考虑匹配损耗。 输入阻抗（Input Impedance）： 天线的输入阻抗决定了天线与馈线和发射/接收机之间的匹配程度，直接影响功率传输效率。我们将探讨阻抗匹配的重要性及其匹配方法。 效率（Efficiency）： 天线效率是天线有效辐射功率与输入功率之比，它综合考虑了导体损耗、介质损耗等因素。 带宽（Bandwidth）： 带宽是指天线能够有效工作的频率范围。我们将区分阻抗带宽、增益带宽等概念。 极化（Polarization）： 极化描述了电磁波电场矢量的振荡方向。我们将介绍线极化、圆极化、椭圆极化等，以及天线极化匹配的重要性。 基本天线模型： 振子天线（Dipole Antenna）： 作为最基本、应用最广泛的天线之一，本书将详细分析半波长振子天线的辐射场、方向图、阻抗等特性。 单极子天线（Monopole Antenna）： 与振子天线类似，单极子天线常与大地或地平面配合使用，本书将分析其工作原理和特性。 常用天线类型： 偶极子天线及其改进型： 除了基本的半波长振子，本书还将介绍折叠偶极子、八木-宇田天线（Yagi-Uda Antenna）等，它们在电视接收、无线通信等领域有着广泛应用。 孔径天线（Aperture Antenna）： 这类天线通过一个开口（孔径）辐射电磁波，代表性的有喇叭天线（Horn Antenna），它们常用于微波和毫米波频段。 反射面天线（Reflector Antenna）： 如抛物面天线，其特点是具有很高的增益，广泛应用于卫星通信、雷达等领域。 微带天线（Microstrip Antenna）： 也称为贴片天线，其结构简单、易于集成，是现代移动通信设备中常见的选择。 缝隙天线（Slot Antenna）： 与偶极子天线互为对偶，具有良好的隐身性，在军事和航空航天领域有重要应用。 螺旋天线（Helical Antenna）： 适用于圆极化信号的收发，常用于卫星通信和RFID系统。 相控阵天线（Phased Array Antenna）： 通过改变单元的馈电相位来控制波束指向，具有快速灵活的特点，是现代雷达和通信系统的核心技术。 天线设计与优化： 本篇还将涉及天线设计中的实际问题，如如何根据应用需求选择合适的天线类型，如何进行阻抗匹配，以及如何通过仿真软件进行天线的设计与优化。 第三篇：电波传播——穿越空间的旅程 天线发出电磁波后，它们如何在空间中传播并最终被接收？本书的第三篇将深入探讨电波传播的各种途径和影响因素。 自由空间传播： 这是最理想的传播模型，电磁波在没有障碍物的情况下传播。我们将分析自由空间传播损耗（Free-space Path Loss）的计算方法，这为理解信号衰减奠定基础。 地面传播： 地波（Ground Wave）： 在较低频率下，电磁波会沿着地球表面传播，其传播方式受大地介电常数和电导率的影响。 天波（Sky Wave）： 在中短波频段，电磁波可以被电离层反射，从而实现远距离通信。本书将详细分析电离层的结构、对不同频率电波的反射特性，以及短波通信的特点。 视线传播（Line-of-Sight Propagation）： 在较高频率下（如微波），电波传播主要沿着直线传播，受地球曲率和地形的影响。我们将分析传播距离的计算，以及天线高度的影响。 对流层传播： 直线传播： 类似于视线传播，主要发生在视距范围内。 反射（Reflection）： 电波在地面、建筑物表面等发生反射，导致多径效应。 折射（Refraction）： 大气层中温度、湿度等垂直分布不均会导致电波发生折射，影响传播路径。 衍射（Diffraction）： 电波绕过障碍物的边缘传播，使得视线之外的区域也能接收到信号。 散射（Scattering）： 电波在不规则表面或介质中发生散射，也是造成信号衰减和多径效应的原因之一。 衰落（Fading）： 多径传播、大气影响等会导致接收信号强度随时间和空间发生剧烈变化，即衰落。本书将分析不同类型的衰落（如瑞利衰落、莱斯衰落），以及其对通信质量的影响。 传播模型： 为了预测和分析无线电波的传播特性，发展了各种传播模型。本书将介绍几种经典的传播模型，如Okumura-Hata模型、COST 231 Hata模型等，它们广泛应用于蜂窝通信系统的链路预算计算。 第四篇：现代无线通信系统中的天线与传播 在掌握了电磁理论、天线原理和传播特性的基础后，本书的第四篇将把这些知识应用于现代无线通信系统中，展示它们是如何协同工作的。 蜂窝移动通信系统： 从早期的1G到如今的5G，蜂窝系统对天线和传播提出了更高的要求。本书将分析移动通信中的频率复用、小区覆盖、干扰抑制等问题，以及MIMO（多输入多输出）技术、波束赋形（Beamforming）等先进技术如何利用天线阵列和传播特性来提升系统性能。 卫星通信系统： 卫星通信依赖于远距离、大范围的电波传播，对天线的设计（如高增益天线）和传播路径（如大气穿透性）有特殊要求。 无线局域网（Wi-Fi）与蓝牙： 这些近距离无线通信技术虽然工作在相对简单的传播环境下，但对小型化、高性能的天线以及室内传播特性的理解依然至关重要。 雷达系统： 雷达利用电波的反射来探测目标，其天线设计（如相控阵天线）和传播路径的分析直接关系到雷达的探测能力和分辨率。 其他应用： 本篇还会简要介绍其他领域的应用，如无线传感器网络、物联网（IoT）等，展示天线与电波传播技术的多样性。 学习本书的收获： 通过系统地学习《天线与电波传播》（第三版），您将能够： 深刻理解电磁波的本质： 从理论上掌握电磁波的产生、传播和相互作用。 掌握天线的设计原理： 能够分析不同类型天线的结构、工作原理和性能参数。 分析电波传播的复杂性： 理解影响电波传播的各种因素，并能初步预测信号的覆盖范围和衰减情况。 理解现代无线通信系统的运行机制： 了解天线和传播技术在实际通信系统中的应用和发展。 培养解决实际问题的能力： 为从事相关领域的研究、设计和开发工作奠定坚实的理论基础。 《天线与电波传播》（第三版）不仅仅是一本书，更是一座桥梁，它连接着基础的物理理论与广阔的工程实践。它将帮助您拨开无线电波的神秘面纱，理解我们赖以生存的通信世界的底层逻辑。阅读此书，您将开启一段探索电磁能量如何在空间中自由翱翔，连接你我，连接世界的奇妙旅程。

评分☆☆☆☆☆

最近翻了几本关于通信原理的书，但总觉得少了点什么，直到在书店无意间看到了这本《天线与电波传播》（第三版）。虽然我不是专业的无线电工程师，只是一个对通信技术充满好奇的爱好者，但这本书的封面和简介立刻吸引了我。它看起来不像那种枯燥的学术论文集，反而充满了探索未知世界的吸引力。我一直在思考，为什么我们现在能够如此方便地进行无线通信，从手机通话到卫星导航，背后究竟隐藏着怎样的物理原理？这本书的标题似乎给了我一个明确的指引。我希望能在这本书里找到一些关于电磁波如何在空间中传播的直观解释，理解不同频率的电波有什么特性，以及它们是如何被天线捕捉和发射的。如果这本书能让我对这些基本概念有更深入的理解，那将是非常有价值的。我尤其期待能看到一些生动的图示或者实例，能够帮助我这个非专业人士建立起对这些抽象概念的具象化认知，让学习过程不再是枯燥的公式推导，而是充满趣味性的探索之旅。希望这本书能解答我心中关于无线通信的种种疑问，开启我对这个迷人领域的更深层认知。

评分☆☆☆☆☆

我是一名对物理世界充满好奇的读者，尤其对那些看不见摸不着却又深刻影响我们生活的力量感到着迷。电波，就是其中之一。从广播到Wi-Fi，再到手机信号，它们无处不在，却又神秘莫测。我希望《天线与电波传播》（第三版）能为我揭开这层神秘的面纱。我期待书中能用丰富的比喻和形象的图示，来解释电磁波的本质，以及它是如何产生和传播的。例如，能不能用类似水波的传播来类比电波的衍射和反射？天线在其中扮演的角色又是什么？是像一个声音的喇叭，还是一个信号的集线器？我希望这本书能够激发我对物理学的兴趣，让我能够理解电波的“语言”，从而更好地理解我们所处的这个信息时代。我希望它能够成为我的一扇窗，让我得以窥见科学的宏伟与精妙。

评分☆☆☆☆☆

我是一名正在攻读电子信息工程的本科生，最近因为课程需要，一直在寻找一本能够系统梳理天线理论和电波传播知识的教材。市面上相关书籍很多，但很多都过于理论化，或者年代久.。我比较关注的是这本书的实用性和前沿性。作为第三版，我期望它能包含最新的技术发展和研究成果，比如一些关于5G、IoT等领域中天线设计和电波传播的新挑战和新方法。我希望能在这本书中学习到不同类型天线的原理、设计方法和性能评估，以及电波在不同环境下的传播特性，如衰落、衍射、反射等。如果书中能提供一些实际工程案例分析，或者相关的仿真软件使用指导，那将极大地提升学习的效率和效果。我希望这本书能够清晰地阐述理论知识与实际应用之间的联系，帮助我更好地理解课堂上学到的概念，并为将来的毕业设计或科研项目打下坚实基础。期待这本书能够提供一套完整、深入且与时俱进的学习体系，成为我学术道路上的得力助手。

评分☆☆☆☆☆

我对无线通信领域一直抱有浓厚的兴趣，尤其是那些能够连接世界的 invisible forces。最近在做一些与射频相关的科普内容，发现有很多基础知识需要补充，特别是关于天线和电波传播的原理。我希望这本书能提供一种“由浅入深”的学习路径，即使没有深厚的物理学背景，也能逐步理解其中的奥秘。我期待书中能够用通俗易懂的语言解释一些复杂的概念，比如电磁场的形成，波的衍射和反射是如何影响信号传输的，以及天线为什么能够有效地发射和接收信号。如果书中能介绍一些历史上重要的无线通信技术发展里程碑，或者一些经典的天线类型及其应用场景，那会非常有启发性。我希望这本书能够激发我进一步探索的兴趣，并且能够为我的科普创作提供坚实的知识支撑，让更多人能够了解和欣赏无线通信的神奇之处。

评分☆☆☆☆☆

我是一名无线通信行业的老兵，从业多年，虽然对日常工作中的一些天线和传播问题能够熟练应对，但总觉得在理论深度上有所欠缺，尤其是在面对一些新兴的技术和复杂场景时，感到力不从心。我看到了《天线与电波传播》（第三版），并对其产生了浓厚的兴趣。我期望这本书能够提供比我以往接触到的资料更深入、更系统、更严谨的理论分析。我希望书中能详细介绍各种天线的设计理论、优化方法以及性能表征，例如如何从理论上推导天线的方向图、增益、阻抗等参数，以及如何针对特定应用场景进行天线设计和仿真。同时，我也希望在电波传播方面，能够有更全面的论述，包括不同传播模型（如两径模型、三径模型、Rice模型、Rayleigh模型等）的推导和适用范围，以及信号在城市、室内、水下等复杂环境中的传播特性。如果书中还能涉及一些现代无线通信系统中天线和传播方面的前沿研究方向，如MIMO、波束赋形、超材料天线等，那将是对我极大的帮助，能够帮助我更新知识体系，提升解决复杂问题的能力。