天綫與電波傳播（第三版）（宋錚） pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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宋錚 著

圖書標籤:

• 天綫
• 電波傳播
• 電磁場
• 通信工程
• 電子工程
• 宋錚
• 高等教育
• 教材
• 無綫通信
• 天綫理論

齣版社： 西安電子科技大學齣版社

ISBN：9787560640563

版次：3

商品編碼：12288823

包裝：平裝

開本：16

齣版時間：2018-01-01

用紙：膠版紙

內容簡介

本版是在原書第二版的基礎上修訂而成的。這次修訂對第4章進行瞭較大篇幅的改動；第3、5、8、9章添加或置換瞭某些特定天綫的內容；在某些章節引入瞭基於電磁場數值仿真軟件得到的天綫特性。

本書圍繞天綫與電波傳播兩大內容展開。全書共 14 章。前 9 章為天綫部分，各章內容分彆為：天綫基礎知識、簡單綫天綫、行波天綫、非頻變天綫、縫隙天綫與微帶天綫、手機天綫、測嚮天綫、麵天綫、新型天綫；後 5 章為電波傳播部分，各章內容分彆為：電波傳播的基礎知識、地麵波傳播、天波傳播、視距傳播、地麵移動通信中接收場強的預測。各章均配有適量的習題。

本書力求兼顧信息量大、行文簡潔的特點，追蹤當前熱點技術及應用。書中的大量圖錶體現瞭MATLAB 在天綫與電波傳播領域中的有效應用，附錄給齣瞭典型的MATLAB程序，個彆章節還介紹瞭專業的天綫分析軟件的應用實例。

本書的適用對象為電子工程、通信工程專業的大學本科學生，也可供其他專業選用以及通信和天綫工程技術人員參考。為配閤教與學，與本教材配套的輔助教材《〈天綫與電波傳播（第三版）〉學習指導——題解與CAD》和多媒體課件同時齣版，供教師和學生選用。

前言/序言

第 三 版 前 言

第三版是在第二版的基礎上修訂的，麵嚮對象與第二版的相同，全書的主要框架結構不變。

根據新技術的需求，第三版除瞭在有些知識點上進行瞭更為準確的闡述之外，還對第4章進行瞭較大改動，在第3、5、8、9章添加或置換瞭某些特定天綫的內容，例如近地倒V形天綫、可重構微帶天綫、單脈衝卡塞格倫天綫以及EBG天綫。

由於一些專業的電磁場數值仿真軟件對天綫的仿真分析具有重要的應用，因此第三版特彆在某些章節中引入瞭基於電磁場數值仿真軟件得到的天綫特性，旨在為該書的讀者提供更加先進的研究手段。

與本書配套的參考書以及多媒體課件也同步進行瞭修改。

作 者

2016年元月於閤肥

第 二 版 前 言

第二版是在第一版的基礎上修訂而成的。

　　“天綫與電波傳播”是繼“高等數學”、“電磁場與微波技術”等課程之後而開設的電子與信息工程專業（電磁場與微波技術、電子工程、信息工程、通信工程和應用電子技術等專業）的一門專業基礎課， 主要講述天綫與電波傳播的基本理論、基本概念和基本分析方法。

　　為瞭適應新技術的需求， 第二版的章節結構與第一版相比， 在保持全書體係不變的前提下， 增加瞭手機天綫、測嚮天綫兩章內容；調整和擴充瞭原第7章“智能天綫”的內容， 補充瞭光子晶體天綫、等離子體天綫， 並將章名更名為“新型天綫”；為瞭更加靠近實際工程需求， 本書在恰當的章節處介紹瞭專業天綫分析軟件的應用實例。修訂版的係統性、前瞻性以及可讀性較第一版都有所增強。

　　全書仍然圍繞天綫與電波傳播兩大內容展開， 共分為14章。 第1章至第9章為天綫部分， 講述天綫的基本理論， 按照典型的天綫分類， 介紹相關天綫的工作原理及電特性。 第10章至第14章講述電波傳播的基本理論， 包括地麵波傳播、天波傳播、視距傳播以及地麵移動通信中的接收場強預測。 全書大部分章節相對獨立， 可根據不同的教學需求自由取捨。

　　第二版繼續保持第一版的風格， 基本理論嚴謹， 具體內容簡潔， 追蹤科技前沿。 修訂版的多媒體課件升級為PDF格式， 版麵更加美觀。　　本書的適用對象為電子工程、通信工程專業的大學本科學生， 也可供其他專業選用以及通信和天綫工程技術人員參考。

　　修訂版的齣版仍然要感謝西安電子科技大學齣版社的大力支持。 書中的部分內容引用瞭碩士研究生瀋愛國、鬍夢中的研究成果， 在此錶示感謝。 全書引用瞭大量的參考文獻， 作者對這些參考文獻的作者緻以崇高的敬意。

　　盡管作者勉力追趕新技術的浪潮， 但由於作者水平有限， 疏漏和錯誤難免， 敬請廣大讀者批評指正。

　　與本書有關的習題解答、常見簡單天綫的典型計算程序舉例、常見綫天綫的數值分析， 請參考與本書配套齣版的輔助教材。

作 者

2010年8月

於閤肥

第 一 版 前 言

從“重基礎，寬口徑”的培養方針齣發，目前高校課程體係作瞭較大的改革，一是課時減少，二是注重培養學生的創新素質及能力。“天綫與電波傳播”課程的教學時數減為60以下，但這個領域內的新知識卻由於科學技術的飛速發展而不斷湧現，為瞭適應這種變化和現代化教學的需要，我們編寫瞭本書。

本教材的參考學時數為50~60學時。全書圍繞天綫與電波傳播兩大內容展開，共分為12章。第1~7章為天綫部分，介紹天綫的基本理論，對典型綫天綫和麵天綫進行瞭分析並介紹瞭其工作原理及電特性；為瞭拓寬學生的知識麵以適應寬口徑培養的需要，結閤當前的科研動態介紹瞭相應的技術。第8~12章介紹電波傳播的基本理論和分類，包括地麵波傳播、天波傳播、視距傳播以及地麵移動通信中的接收場強預測。大部分章節相對獨立，可根據不同的教學需求自由取捨。

本書在保持基本理論的嚴謹和完整的基礎上，力圖體現簡潔、實用並跟蹤學科發展動態的風格。針對“天綫與電波傳播”課程的理論分析較為繁瑣且空間概念不易建立的特點，作者運用高性能計算軟件MATLAB，以大量圖錶形象化地顯示瞭分析結果。附錄列齣瞭有關典型計算程序。

本書配有多媒體課件。課件通過對各個動畫、圖錶、數學公式、原理圖和文字解說等進行閤理編排，為讀者提供瞭一個圖文並茂、生動有趣的學習環境，在詮釋課程中難點的同時展現瞭現代教育技術的魅力。

本書的適用對象為電子工程、通信工程專業的大學本科學生，也可供其他專業選用和通信及天綫工程技術人員參考。本書由宋錚、張建華、黃冶閤作編著，其中，緒論、第1章、第5~8章、第11章由宋錚撰寫，第2~4章、第9~10章由張建華撰寫，第2章中的引嚮天綫和第4章中的對數周期天綫由黃冶撰寫，第12章由宋錚和黃冶共同編寫。蘇州大學電子信息學院的郭輝萍老師主審瞭全書，審閱人及責任編輯對本書提齣瞭許多寶貴意見，在此錶示誠摯的感謝。同時，作者對西安電子科技大學齣版社的大力支持錶示感謝。天綫與電波傳播領域的研究兼具傳統性和新穎性，本書直接參考和引用瞭大量的國內外文獻，這些文獻均在書末一一列齣，在此對被參考和引用文獻的作者錶示誠摯的謝意，如果沒有他們發錶的這些成果，本書無法完成。由於作者水平有限，書中難免存在一些缺點和錯誤，敬請廣大讀者批評指正。天綫與電波傳播理論及技術作為電子學中的專門學科，有許多急需研究和尚待探索的新課題，同時也存在許多機遇和挑戰，希望本書能為此做一點貢獻。

作 者

2003年3月於閤肥

《天綫與電波傳播》（第三版）導讀：穿越時空的通信之橋 在信息爆炸的時代，我們無時無刻不被無綫電波所環繞。手機通話、Wi-Fi上網、衛星導航，乃至遠距離的無綫電監測，這一切都離不開天綫與電波傳播的奧秘。本書，由著名學者宋錚教授傾力打造的《天綫與電波傳播》（第三版），正是為我們揭示這些看不見的能量如何跨越時空，構築起現代通信的基石。 本書並非一本空洞的理論說教，而是以嚴謹的學術態度，結閤豐富的工程實踐，為讀者構建起一套係統而深入的認知框架。它將引領我們從基礎的電磁理論齣發，逐步深入到天綫的設計原理、傳播特性的分析，直至現代無綫通信係統中的應用。無論您是通信工程專業的學生、無綫電技術的研究人員，還是對無綫電通信充滿好奇的愛好者，本書都能為您提供寶貴的知識財富。 第一篇：電磁理論的基石——孕育天綫與波動的源頭 萬事萬物皆有其本源，天綫與電波傳播的理論根基，深植於馬剋思韋爾方程組所描述的電磁場理論。本書的第一篇，將帶領讀者重溫並深入理解這些基本原理。 電磁場理論迴顧： 從靜電場和靜磁場的基本概念入手，通過高斯定律、安培環路定律、法拉第電磁感應定律以及高斯磁定律，建立起對電場、磁場及其相互關係的深刻認識。這將為理解電磁波的産生和傳播打下堅實的基礎。 位矢量與波動方程： 在此基礎上，本書將引入位矢量（電位和磁位）的概念，並在此框架下推導齣描述電磁場在空間中傳播的波動方程。理解波動方程的物理意義，是掌握電磁波特性，進而理解天綫輻射原理的關鍵。 電磁波的産生與特性： 波動方程的解揭示瞭電磁波的存在。本書將詳細闡述電磁波的産生機製，即加速運動的電荷會輻射電磁波。同時，我們將深入探討電磁波的基本特性，包括其橫波性質、傳播速度（光速）、能量密度、功率密度以及偏振特性。這些特性不僅決定瞭電磁波的傳播方式，也對天綫的設計和選擇提齣瞭具體要求。 邊界條件與反射/摺射： 在實際應用中，電磁波總是與媒質邊界發生相互作用。本書將詳細講解在不同邊界（如導體、介質界麵）下的邊界條件，並在此基礎上分析電磁波的反射和摺射現象。理解這些現象，對於理解多徑傳播、信號衰減以及天綫在復雜環境中的性能至關重要。 第二篇：天綫——電磁波的“嘴巴”與“耳朵” 天綫是實現無綫電通信的不可或缺的組成部分，它負責將電信號轉換為電磁波發射齣去，或將接收到的電磁波轉換為電信號。本書的第二篇，將聚焦於天綫的理論與設計。 天綫基本參數： 在正式介紹各種天綫類型之前，本書將係統地闡述評價天綫性能的關鍵參數，這有助於讀者建立起對天綫的宏觀認識。 輻射方嚮圖（Radiation Pattern）： 這是描述天綫在空間各個方嚮上輻射（或接收）能量強弱的圖形。我們將詳細介紹主瓣、副瓣、零點等概念，以及全嚮天綫、定嚮天綫等不同類型的方嚮圖特點。 增益（Gain）： 增益是衡量天綫相對於理想點源或偶極子天綫在特定方嚮上輻射（或接收）能力的指標。我們將區分絕對增益和相對增益，並理解增益與方嚮性係數（Directivity）之間的關係。 方嚮性係數（Directivity）： 方嚮性係數衡量天綫將能量集中在某個方嚮的能力，不考慮匹配損耗。 輸入阻抗（Input Impedance）： 天綫的輸入阻抗決定瞭天綫與饋綫和發射/接收機之間的匹配程度，直接影響功率傳輸效率。我們將探討阻抗匹配的重要性及其匹配方法。 效率（Efficiency）： 天綫效率是天綫有效輻射功率與輸入功率之比，它綜閤考慮瞭導體損耗、介質損耗等因素。 帶寬（Bandwidth）： 帶寬是指天綫能夠有效工作的頻率範圍。我們將區分阻抗帶寬、增益帶寬等概念。 極化（Polarization）： 極化描述瞭電磁波電場矢量的振蕩方嚮。我們將介紹綫極化、圓極化、橢圓極化等，以及天綫極化匹配的重要性。 基本天綫模型： 振子天綫（Dipole Antenna）： 作為最基本、應用最廣泛的天綫之一，本書將詳細分析半波長振子天綫的輻射場、方嚮圖、阻抗等特性。 單極子天綫（Monopole Antenna）： 與振子天綫類似，單極子天綫常與大地或地平麵配閤使用，本書將分析其工作原理和特性。 常用天綫類型： 偶極子天綫及其改進型： 除瞭基本的半波長振子，本書還將介紹摺疊偶極子、八木-宇田天綫（Yagi-Uda Antenna）等，它們在電視接收、無綫通信等領域有著廣泛應用。 孔徑天綫（Aperture Antenna）： 這類天綫通過一個開口（孔徑）輻射電磁波，代錶性的有喇叭天綫（Horn Antenna），它們常用於微波和毫米波頻段。 反射麵天綫（Reflector Antenna）： 如拋物麵天綫，其特點是具有很高的增益，廣泛應用於衛星通信、雷達等領域。 微帶天綫（Microstrip Antenna）： 也稱為貼片天綫，其結構簡單、易於集成，是現代移動通信設備中常見的選擇。 縫隙天綫（Slot Antenna）： 與偶極子天綫互為對偶，具有良好的隱身性，在軍事和航空航天領域有重要應用。 螺鏇天綫（Helical Antenna）： 適用於圓極化信號的收發，常用於衛星通信和RFID係統。 相控陣天綫（Phased Array Antenna）： 通過改變單元的饋電相位來控製波束指嚮，具有快速靈活的特點，是現代雷達和通信係統的核心技術。 天綫設計與優化： 本篇還將涉及天綫設計中的實際問題，如如何根據應用需求選擇閤適的天綫類型，如何進行阻抗匹配，以及如何通過仿真軟件進行天綫的設計與優化。 第三篇：電波傳播——穿越空間的旅程 天綫發齣電磁波後，它們如何在空間中傳播並最終被接收？本書的第三篇將深入探討電波傳播的各種途徑和影響因素。 自由空間傳播： 這是最理想的傳播模型，電磁波在沒有障礙物的情況下傳播。我們將分析自由空間傳播損耗（Free-space Path Loss）的計算方法，這為理解信號衰減奠定基礎。 地麵傳播： 地波（Ground Wave）： 在較低頻率下，電磁波會沿著地球錶麵傳播，其傳播方式受大地介電常數和電導率的影響。 天波（Sky Wave）： 在中短波頻段，電磁波可以被電離層反射，從而實現遠距離通信。本書將詳細分析電離層的結構、對不同頻率電波的反射特性，以及短波通信的特點。 視綫傳播（Line-of-Sight Propagation）： 在較高頻率下（如微波），電波傳播主要沿著直綫傳播，受地球麯率和地形的影響。我們將分析傳播距離的計算，以及天綫高度的影響。 對流層傳播： 直綫傳播： 類似於視綫傳播，主要發生在視距範圍內。 反射（Reflection）： 電波在地麵、建築物錶麵等發生反射，導緻多徑效應。 摺射（Refraction）： 大氣層中溫度、濕度等垂直分布不均會導緻電波發生摺射，影響傳播路徑。 衍射（Diffraction）： 電波繞過障礙物的邊緣傳播，使得視綫之外的區域也能接收到信號。 散射（Scattering）： 電波在不規則錶麵或介質中發生散射，也是造成信號衰減和多徑效應的原因之一。 衰落（Fading）： 多徑傳播、大氣影響等會導緻接收信號強度隨時間和空間發生劇烈變化，即衰落。本書將分析不同類型的衰落（如瑞利衰落、萊斯衰落），以及其對通信質量的影響。 傳播模型： 為瞭預測和分析無綫電波的傳播特性，發展瞭各種傳播模型。本書將介紹幾種經典的傳播模型，如Okumura-Hata模型、COST 231 Hata模型等，它們廣泛應用於蜂窩通信係統的鏈路預算計算。 第四篇：現代無綫通信係統中的天綫與傳播 在掌握瞭電磁理論、天綫原理和傳播特性的基礎後，本書的第四篇將把這些知識應用於現代無綫通信係統中，展示它們是如何協同工作的。 蜂窩移動通信係統： 從早期的1G到如今的5G，蜂窩係統對天綫和傳播提齣瞭更高的要求。本書將分析移動通信中的頻率復用、小區覆蓋、乾擾抑製等問題，以及MIMO（多輸入多輸齣）技術、波束賦形（Beamforming）等先進技術如何利用天綫陣列和傳播特性來提升係統性能。 衛星通信係統： 衛星通信依賴於遠距離、大範圍的電波傳播，對天綫的設計（如高增益天綫）和傳播路徑（如大氣穿透性）有特殊要求。 無綫局域網（Wi-Fi）與藍牙： 這些近距離無綫通信技術雖然工作在相對簡單的傳播環境下，但對小型化、高性能的天綫以及室內傳播特性的理解依然至關重要。 雷達係統： 雷達利用電波的反射來探測目標，其天綫設計（如相控陣天綫）和傳播路徑的分析直接關係到雷達的探測能力和分辨率。 其他應用： 本篇還會簡要介紹其他領域的應用，如無綫傳感器網絡、物聯網（IoT）等，展示天綫與電波傳播技術的多樣性。 學習本書的收獲： 通過係統地學習《天綫與電波傳播》（第三版），您將能夠： 深刻理解電磁波的本質： 從理論上掌握電磁波的産生、傳播和相互作用。 掌握天綫的設計原理： 能夠分析不同類型天綫的結構、工作原理和性能參數。 分析電波傳播的復雜性： 理解影響電波傳播的各種因素，並能初步預測信號的覆蓋範圍和衰減情況。 理解現代無綫通信係統的運行機製： 瞭解天綫和傳播技術在實際通信係統中的應用和發展。 培養解決實際問題的能力： 為從事相關領域的研究、設計和開發工作奠定堅實的理論基礎。 《天綫與電波傳播》（第三版）不僅僅是一本書，更是一座橋梁，它連接著基礎的物理理論與廣闊的工程實踐。它將幫助您撥開無綫電波的神秘麵紗，理解我們賴以生存的通信世界的底層邏輯。閱讀此書，您將開啓一段探索電磁能量如何在空間中自由翱翔，連接你我，連接世界的奇妙旅程。

評分☆☆☆☆☆

最近翻瞭幾本關於通信原理的書，但總覺得少瞭點什麼，直到在書店無意間看到瞭這本《天綫與電波傳播》（第三版）。雖然我不是專業的無綫電工程師，隻是一個對通信技術充滿好奇的愛好者，但這本書的封麵和簡介立刻吸引瞭我。它看起來不像那種枯燥的學術論文集，反而充滿瞭探索未知世界的吸引力。我一直在思考，為什麼我們現在能夠如此方便地進行無綫通信，從手機通話到衛星導航，背後究竟隱藏著怎樣的物理原理？這本書的標題似乎給瞭我一個明確的指引。我希望能在這本書裏找到一些關於電磁波如何在空間中傳播的直觀解釋，理解不同頻率的電波有什麼特性，以及它們是如何被天綫捕捉和發射的。如果這本書能讓我對這些基本概念有更深入的理解，那將是非常有價值的。我尤其期待能看到一些生動的圖示或者實例，能夠幫助我這個非專業人士建立起對這些抽象概念的具象化認知，讓學習過程不再是枯燥的公式推導，而是充滿趣味性的探索之旅。希望這本書能解答我心中關於無綫通信的種種疑問，開啓我對這個迷人領域的更深層認知。

評分☆☆☆☆☆

我是一名無綫通信行業的老兵，從業多年，雖然對日常工作中的一些天綫和傳播問題能夠熟練應對，但總覺得在理論深度上有所欠缺，尤其是在麵對一些新興的技術和復雜場景時，感到力不從心。我看到瞭《天綫與電波傳播》（第三版），並對其産生瞭濃厚的興趣。我期望這本書能夠提供比我以往接觸到的資料更深入、更係統、更嚴謹的理論分析。我希望書中能詳細介紹各種天綫的設計理論、優化方法以及性能錶徵，例如如何從理論上推導天綫的方嚮圖、增益、阻抗等參數，以及如何針對特定應用場景進行天綫設計和仿真。同時，我也希望在電波傳播方麵，能夠有更全麵的論述，包括不同傳播模型（如兩徑模型、三徑模型、Rice模型、Rayleigh模型等）的推導和適用範圍，以及信號在城市、室內、水下等復雜環境中的傳播特性。如果書中還能涉及一些現代無綫通信係統中天綫和傳播方麵的前沿研究方嚮，如MIMO、波束賦形、超材料天綫等，那將是對我極大的幫助，能夠幫助我更新知識體係，提升解決復雜問題的能力。

評分☆☆☆☆☆

我是一名對物理世界充滿好奇的讀者，尤其對那些看不見摸不著卻又深刻影響我們生活的力量感到著迷。電波，就是其中之一。從廣播到Wi-Fi，再到手機信號，它們無處不在，卻又神秘莫測。我希望《天綫與電波傳播》（第三版）能為我揭開這層神秘的麵紗。我期待書中能用豐富的比喻和形象的圖示，來解釋電磁波的本質，以及它是如何産生和傳播的。例如，能不能用類似水波的傳播來類比電波的衍射和反射？天綫在其中扮演的角色又是什麼？是像一個聲音的喇叭，還是一個信號的集綫器？我希望這本書能夠激發我對物理學的興趣，讓我能夠理解電波的“語言”，從而更好地理解我們所處的這個信息時代。我希望它能夠成為我的一扇窗，讓我得以窺見科學的宏偉與精妙。

評分☆☆☆☆☆

我對無綫通信領域一直抱有濃厚的興趣，尤其是那些能夠連接世界的 invisible forces。最近在做一些與射頻相關的科普內容，發現有很多基礎知識需要補充，特彆是關於天綫和電波傳播的原理。我希望這本書能提供一種“由淺入深”的學習路徑，即使沒有深厚的物理學背景，也能逐步理解其中的奧秘。我期待書中能夠用通俗易懂的語言解釋一些復雜的概念，比如電磁場的形成，波的衍射和反射是如何影響信號傳輸的，以及天綫為什麼能夠有效地發射和接收信號。如果書中能介紹一些曆史上重要的無綫通信技術發展裏程碑，或者一些經典的天綫類型及其應用場景，那會非常有啓發性。我希望這本書能夠激發我進一步探索的興趣，並且能夠為我的科普創作提供堅實的知識支撐，讓更多人能夠瞭解和欣賞無綫通信的神奇之處。

評分☆☆☆☆☆

我是一名正在攻讀電子信息工程的本科生，最近因為課程需要，一直在尋找一本能夠係統梳理天綫理論和電波傳播知識的教材。市麵上相關書籍很多，但很多都過於理論化，或者年代久.。我比較關注的是這本書的實用性和前沿性。作為第三版，我期望它能包含最新的技術發展和研究成果，比如一些關於5G、IoT等領域中天綫設計和電波傳播的新挑戰和新方法。我希望能在這本書中學習到不同類型天綫的原理、設計方法和性能評估，以及電波在不同環境下的傳播特性，如衰落、衍射、反射等。如果書中能提供一些實際工程案例分析，或者相關的仿真軟件使用指導，那將極大地提升學習的效率和效果。我希望這本書能夠清晰地闡述理論知識與實際應用之間的聯係，幫助我更好地理解課堂上學到的概念，並為將來的畢業設計或科研項目打下堅實基礎。期待這本書能夠提供一套完整、深入且與時俱進的學習體係，成為我學術道路上的得力助手。