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电子信息系统复杂电磁环境效应国家重点实验 著

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出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118114782

商品编码：29673351917

包装：平装

出版时间：2017-12-01

图书基本信息
图书名称	天线--射频电能的收集器中转站
作者	电子信息系统复杂电磁环境效应国家重点实验
定价	48.00元
出版社	国防工业出版社
ISBN	9787118114782
出版日期	2017-12-01
字数
页码	101
版次	1
装帧	平装
开本	16开
商品重量	0.4Kg

内容简介

《天线：射频电能的收集器与中转站》从电磁环境效应产生的角度出发，对天线的历史、发展和基础理论进行了较全面和深入地梳理，对典型天线及其基本用途进行介绍。从电磁波的发现与应用、天线的产生及发展、天线基础理论、天线测量，以及典型天线的介绍及应用等几个方面，系统地介绍了天线相关的基础问题。 　　《天线：射频电能的收集器与中转站》是电磁环境效应科普读物系列之一，主要是关于天线基础知识的介绍和总结，适合高等院校电子信息工程专业、从事电磁环境效应相关领域研究工作的人员以及初、高级中学电子信息技术爱好者阅读使用，也可作为电子信息工程、通信、雷达等相关专业的辅导和教学参考用书。

作者简介

电子信息系统复杂电磁环境效应国家重点实验室（CEMEE国家重点实验室），于2012年10月获国家科技部批准正式立项，依托中国洛阳电子装备试验中心，联合国防科技大学电子科学与工程学院共同建设。实验室充分发挥国家科研平台的优势，利用依托单位雄厚的技术资源，以及人才培养、开放交流等方面的便利条件，汇聚国内优势研究力量，面向国家建设、社会发展的重大需求，紧密围绕电子信息系统复杂电磁环境效应的基础性、前沿性课题，以雷达、通信等领域典型电子信息系统为主要研究对象，开展复杂电磁环境综合动态特性、电磁环境对电子信息系统综合效应机理及电子信息系统效能评估理论方法等基础性研究，进行复杂电磁环境模拟、电子信息系统效能评估试验等应用基础研究和基础性工作。实验室将紧跟电子信息系统发展需求，不断形成、完善相关的理论与方法体系，努力打造具有国际水平的综合性科研平台，为提升我国在高性能电子信息系统领域的科技创新和关键技术攻关能力，增强核心竞争力奠定坚实基础。

目录

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文摘

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序言

第1章 天线的历史及发展 1．1 电磁波的发现与应用 1．2 天线的发展 参考文献 第2章 天线基础 2．1 基本原理 2．2 发射天线的性能参数 2．2．1 方向函数 2．2．2 方向图 2．2．3 方向图参数 2．2．4 方向系数 2．2．5 天线效率 2．2．6 增益系数 2．2．7 天线的极化 2．2．8 输入阻抗与辐射阻抗 2．2．9 频带宽度 2．3 互易定理与接收天线参数 2．3．1 互易定理 2．3．2 有效接收面积 2．3．3 等效噪声温度 2．4 特殊性能指标 2．4．1 线天线专有性能指标 2．4．2 口径天线专有性能指标 2．4．3 反射器天线专有性能指标 2．4．4 阵列天线专有性能指标 2．4．5 谐振天线专有性能指标 2．5 天线分类 2．5．1 按分析方法分类 2．5．2 按使用波段分类 2．5．3 按方向性分类 2．5．4 按频带宽带分类 2．5．5 按形状分类 2．5．6 按工艺分类 参考文献 第3章 天线的测量 3．1 电路参数的测量 3．1．1 电路参数的术语 3．1．2 网络的散射参数 3．1．3 散射参数的测量 3．2 辐射特性测试场地 3．2．1 天线场的区域划分 3．2．2 反射测试场 3．2．3 自由空间测试场 3．3 天线方向图的测量 3．3．1 概述 3．3．2 测量方法 3．4 天线增益测量 3．4．1 概述 3．4．2 增益的测量方法 3．5 天线极化测量 3．5．1 概述 3．5．2 极化的测量方法 参考文献 第4章 典型天线介绍 4．1 线天线 4．1．1 对称振子天线 4．1．2 直立振子天线与水平振子天线 4．1．3 引向天线与电视天线 4．1．4 移动通信基站天线 4．1．5 螺旋天线 4．1．6 行波天线 4．1．7 宽频带线天线 4．1．8 缝隙天线 4．1．9 微带天线 4．2 面天线 4．2．1 旋转抛物面天线 4．2．2 卡塞格伦天线 4．3 阵列天线 4．4 智能天线 参考文献 第5章 天线的典型用途 5．1 卫星通信天线 5．1．1 卫星通信 5．1．2 卫星天线 5．1．3 基站天线 5．2 移动电话天线 5．2．1 手机天线 5．2．2 基站天线 5．3 广播电视天线 5．4 飞行器天线 5．5 汽车天线 5．6 雷达天线 5．7 通信电台天线 参考文献

《无线能量：静默的馈赠与未来的脉络》 一、 序章：唤醒沉睡的能量 想象一下，您的手机不再需要缠绕的充电线，您的传感器无需频繁更换电池，您的智能家居设备在您不经意间就获得了源源不断的动力。这不是科幻小说的情节，而是正在蓬勃发展的无线能量传输技术正在描绘的未来图景。而在这场变革的背后，一项古老而又前沿的技术正扮演着至关重要的角色——射频（RF）电能的收集与中转。 我们生活在一个信息爆炸的时代，数据如潮水般涌动，各种电子设备层出不穷。然而，这些便利的背后，常常伴随着电力供应的瓶颈：线缆的束缚、电池的寿命、充电的繁琐，以及电子垃圾的堆积。这些问题不仅影响着我们的使用体验，更对环境造成了沉重的负担。 《无线能量：静默的馈赠与未来的脉络》这本书，并非一本介绍具体某个设备操作指南的实用手册，也非罗列技术参数的工程典籍。它是一次深入的探索，一次关于“能量如何以看不见的方式流动，又如何被巧妙地捕获和利用”的哲学思考与科学解读。它将引领读者穿越电磁波的海洋，去理解那些隐藏在空气中的能量，以及人类如何通过智慧，将这些“静默的馈赠”转化为驱动我们生活、工作和创新的动力。 本书将带领您走出对传统供电方式的固有认知，进入一个更广阔、更自由的能量视野。我们将一起探寻那些能够“捕捉”空气中弥散的射频能量的“捕手”，以及那些能够将收集到的能量进行“转发”和“集中”的“中转站”。这不是关于制造一个具体的“天线”，而是关于理解“天线”这一概念背后所蕴含的原理、设计哲学、以及它们在整个无线能量生态系统中所扮演的关键角色。 二、 第一章：电磁波的低语——射频能量的源起与潜藏 在我们正式踏入射频能量收集与中转的神秘领域之前，有必要先回顾一下“能量”本身的概念。我们通常理解的能量，多是宏观的，如水力、风力、太阳能。但本书聚焦的，是另一种存在形式——电磁波。 电磁波，顾名思义，是电场和磁场相互激发、向外传播的波动。我们熟悉的可见光、无线电波、微波、X射线等，都属于电磁波的范畴。它们以光速传播，携带着能量。而本书所关注的射频（RF）能量，通常指的是频率在3 kHz到300 GHz之间的电磁波。这个频段包含了我们日常生活中最熟悉的许多无线通信信号，例如Wi-Fi、蓝牙、蜂窝网络信号，甚至是一些广播电视信号。 这些信号，在传播过程中，不仅仅承载着信息，也携带着能量。就像水流携带水能，风携带风能一样，电磁波也携带着电磁能。只是，它们以一种更为“安静”和“弥散”的方式存在。在城市中，各种无线设备产生的射频信号交织成一张无形的“电磁网”，其中蕴含着不可忽视的能量。然而，这些能量大部分被我们视为“噪声”，或者说，是被忽略的“废弃物”，在空间中不断衰减、消散。 本章将深入浅出地解释电磁波的基本原理，以及射频能量的性质。我们将了解不同频段的射频信号是如何产生的，它们在空间中传播的特性，以及为什么它们携带着可被收集和利用的能量。我们将触及电磁频谱的基本概念，理解不同类型的射频信号（如电视广播、手机通信、Wi-Fi信号）的能量特性，以及它们在环境中的普遍存在。这并非一本高深的物理学教程，而是为读者搭建一个理解射频能量“源起”的宏观框架。 三、 第二章：无形的“捕手”——射频能量收集器的工作原理与设计考量 既然射频信号中蕴含着能量，那么如何才能“抓住”这些能量呢？答案在于“射频能量收集器”。这并非指代具体的某个产品型号，而是指代一类能够将空间中的射频电磁波转化为可用电能的装置。 想象一下，一片树叶能够捕捉阳光，一块金属网能够阻挡风。射频能量收集器，就像是电磁波世界的“捕手”。它通过特定的设计，能够有效地“捕获”周围环境中的射频信号，并将其中的能量提取出来。 本章将详细探讨射频能量收集器的核心原理。我们将从天线（Antenna）这一最基础的“捕手”部件入手，理解其作为电磁波与电路接口的根本作用。我们将探讨不同类型天线的特点，例如偶极天线、微带天线等，以及它们在捕获特定频率射频信号时的效率差异。 更重要的是，本书将着重于“收集”这一过程的系统性。一个完整的射频能量收集器，不仅仅包含一个天线，它还需要一个能够将天线捕获的微弱高频交流信号，转化为稳定直流电能的“能量转换电路”（Rectifier）。我们将深入了解整流二极管、匹配网络等关键元件的作用，以及它们如何协同工作，将微弱的射频能量“提炼”出来。 书中不会提供具体的电路图纸，因为那会限制读者的思维。相反，我们将侧重于理解设计这些收集器的“哲学”和“逻辑”。例如，如何根据预期的能量来源（如Wi-Fi信号、蜂窝网络信号）来选择合适的天线类型和工作频率？如何优化能量转换电路的效率，以应对微弱的输入信号？如何考虑收集器的尺寸、成本和集成度？这些都是在设计一个有效的射频能量收集器时，需要面对的关键问题。 我们将通过生动的比喻和深入的分析，帮助读者理解，为什么有些“捕手”能够捕捉到更多的能量，而有些则收效甚微。本书将关注那些能够让“捕手”更灵敏、更高效的通用性设计原则和技术思路。 四、 第三章：“能量的接力赛”——射频能量中转站的角色与功能 仅仅收集到微弱的射频能量，往往不足以驱动大多数电子设备。这时，就需要“射频能量中转站”的概念登场了。 正如长跑运动员需要补给站来补充体力，射频能量也需要“中转站”来进行“集结”和“增强”。射频能量中转站，可以理解为是一个能量的“汇聚点”和“放大器”。它能够接收来自多个射频能量收集器的微弱能量，将它们集中起来，甚至通过放大电路，将能量提升到足以驱动设备的水平。 本章将深入探讨射频能量中转站的关键功能和工作模式。我们将理解，为什么需要中转站？它的出现，是为了解决哪些“收集”环节无法独立完成的问题？ 我们将从“汇聚”的角度切入，分析中转站如何接收来自不同方向、不同收集器的能量。这可能涉及到多路信号的合并技术，以及如何在合并过程中尽量减少能量损耗。 更重要的是，我们将探讨“中转”过程中能量的“放大”与“再发射”环节。这并非简单的信号放大，而是涉及到将收集到的低功率射频能量，经过一个功率放大器（PA），重新以射频信号的形式发射出去。这个过程本身也需要能量源，但它的目的是为了创建一个能量更集中的区域，或者为一个特定的目标设备提供充足的能量。 本书将重点分析不同类型的中转站设计思路。有些中转站可能只是简单地将收集到的能量进行汇聚，然后通过一个集成的天线重新辐射出去，形成一个“能量热点”；而另一些更复杂的中转站，则可能具备一定的“智能化”能力，能够根据连接设备的能量需求，动态调整能量输出功率，实现更高效的能量分配。 我们将探讨中转站的设计中，需要考虑的效率问题、安全性问题，以及如何实现能量的精准定向传输。这不是关于如何建造一个具体的“信号塔”，而是关于理解“中转”这一过程的原理、必要性，以及它在无线能量传输网络中扮演的关键“连接器”角色。 五、 第四章：未来的脉络——无线能量的生态系统与潜在应用 射频能量收集器和射频能量中转站，并非孤立的技术，它们是构建一个全新的“无线能量生态系统”的关键组成部分。 本书的最后一章，将带领读者展望未来，勾勒出这个生态系统的图景，并探讨其广阔的潜在应用。 我们将理解，当无数个“能量捕手”和“能量中转站”协同工作时，会形成一个怎样的“能量网络”。这个网络如何打破传统的供电模式，为物联网（IoT）、传感器网络、可穿戴设备、智能家居、甚至未来城市提供持续的、无处不在的能量支持。 想象一下： 物联网的无限可能： 部署在偏远地区、难以触及位置的传感器，不再需要依赖电池更换。它们可以依靠收集环境中的射频信号，实现自给自足，持续监测数据。 无线的智能家居： 您的智能灯泡、门锁、传感器，甚至小型家电，都可以摆脱电源线的束缚，自由地放置在任何您需要的地方，并持续获得能量。 可穿戴设备的革新： 智能手表、健康追踪器等设备，能够通过收集您日常环境中产生的射频信号，延长续航时间，甚至实现部分充电。 “永不落幕”的电子设备： 在未来，一些低功耗的电子设备，可能将实现真正意义上的“永不关机”，因为它们可以持续从周围环境中获取能量。 环境友好型能源解决方案： 减少对一次性电池的依赖，有助于降低电子垃圾的产生，符合可持续发展的理念。 我们将探讨这个生态系统所面临的挑战，例如能量收集效率的提升、能量传输的距离限制、以及不同信号源的能量分配问题。同时，我们也会展望未来的技术发展趋势，例如高频段能量收集、定向能量传输技术、以及与人工智能的结合，如何进一步优化无线能量的利用效率。 《无线能量：静默的馈赠与未来的脉络》这本书，旨在启迪读者对“能量”的认知，鼓励大家跳出传统的思维定势，去探索那些看不见却真实存在的能量流动。它不仅仅是对现有技术的解读，更是对未来可能性的一种期盼。通过理解射频能量收集器和中转站的原理与作用，我们能够更好地把握未来技术发展的方向，并为构建一个更自由、更智能、更可持续的能源未来贡献我们的智慧。这本书，是一扇通往这个未来世界的窗口，等待着您的探索。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计极具现代感，线条流畅，色彩搭配大胆又不失专业性。初翻阅时，我立刻被其引人入胜的序言所吸引，作者以一种极富激情的笔触，勾勒出了一个关于能量捕获与高效传输的宏伟蓝图。它不像许多技术书籍那样枯燥乏味，反而充满了对未来科技的憧憬和对现有技术瓶颈的深刻洞察。阅读过程中，我仿佛置身于一个充满挑战的实验室，每一次理论的推导和公式的演算，都伴随着作者对实际应用场景的生动描绘。特别是关于电磁波在复杂环境下的传播特性分析，简直是教科书级别的精妙。作者对于材料科学在射频收集器件中的应用前沿研究，也给予了相当的篇幅，让人不禁感叹知识的广博与前瞻性。这本书的排版清晰、图示丰富，即便是初涉此领域的人也能循序渐进地理解那些深奥的物理原理。

评分☆☆☆☆☆

这本书的深度和广度实在令人惊叹，它不仅仅停留在基础理论的阐述，更深入到了多个关键技术领域的交叉前沿。我尤其欣赏作者在构建系统模型时所展现出的严谨逻辑性，每一步推导都环环相扣，毫无跳跃之感。书中关于非线性效应如何影响能量收集效率的讨论，非常细致入微，这通常是很多入门读物会略过或一带而过的地方。更值得一提的是，作者似乎对全球范围内的最新专利布局也有所研究，穿插其中的案例分析，无不印证了理论与实践的紧密结合。读完一章，我常常需要停下来，在笔记本上梳理那些新吸收的概念，那种知识被系统性强化的感觉，非常酣畅淋漓。它不是一本可以快速浏览的书，它需要你投入时间，去细细品味作者的心血。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙述风格，说实话，带有一种古典的学术气息，但用词又非常精准到位，如同雕刻家在打磨一块璞玉。它没有过多迎合市场热点，而是专注于打牢读者的基本功。对于那些希望深入理解射频能量传输机制底层物理的读者来说，这本书简直是量身定做。作者对波束赋形技术在能量聚焦方面的应用进行了深入探讨，这种对能量“指挥棒”的精妙控制，展现了高超的学术功底。我特别喜欢它在探讨不同能量收集技术（如光伏、热电、电磁感应等）的兼容性与互补性时所持的客观态度，既不偏袒任何一方，又能清晰地指出各自的局限与未来潜力。它成功地将一个看似冷僻的交叉领域，描绘成了一个充满活力和无限可能的科学疆域。

评分☆☆☆☆☆

老实说，我一开始对这种偏向工程应用的书籍抱有一丝疑虑，担心它会过于侧重于公式的堆砌而缺乏实际指导意义。然而，事实证明我的担心是多余的。这本书的实践指导性极强，它不仅告诉你“是什么”，更关键的是告诉你“如何做”。从电路级的阻抗匹配到系统级的架构设计，作者都提供了详实的操作指南和仿真验证方法。其中关于如何根据不同的工作环境（如室内、室外、移动平台）来优化天线阵列的描述，简直是实战经验的结晶。我尝试按照书中的建议搭建了一个小型实验平台，结果与书中预测的性能参数惊人地吻合，这种立竿见影的效果极大地增强了我对这门技术的信心。这本书无疑是工程师案头必备的工具书，它能有效缩短理论到产品的转化周期。

评分☆☆☆☆☆

拿起这本书，能清晰地感受到作者对于这门学科的热爱和近乎苛求的精确性。它的语言简洁有力，每一个句子都仿佛经过反复锤炼，没有一句废话。在某些涉及量子效应和超材料应用的部分，作者的论述深入浅出，成功地架设了一座连接前沿理论和工程实践的桥梁。这本书的价值，不仅仅在于它所传授的知识本身，更在于它提供了一种看待和解决能源收集问题的全新思维框架。它激发了我从更宏观、更系统化的角度去思考未来物联网和无线供电网络的构建。对于任何一位致力于在能源技术领域深耕的研究人员或学生来说，这本书都是一本无法绕开的里程碑式的著作，它定义了行业内对“高效能”的理解标准。