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第一章 现代天线设计常用参数及基本理论与技术概述 1

1.1 天线的阻抗带宽和输入阻抗 1

1.1.1 带宽 1

1.1.2 输入阻抗 2

1.2 天线的方向图、增益和极化 2

1.2.1 方向图 2

1.2.2 增益 3

1.2.3 极化 4

1.3 天线的主要性能参数 5

1.3.1 输入阻抗 5

1.3.2 辐射效率 6

1.4 天线的基本辐射理论 6

1.5 偶极子天线的基本理论 9

1.5.1 偶极子天线的电流分布 9

1.5.2 偶极子天线的辐射场 11

1.5.3 偶极子天线的辐射功率和辐射阻抗 13

1.5.4 偶极子天线的有效长度 14

1.5.5 偶极子天线的带宽 17

1.5.6 不同长度的偶极子天线的性能总结 18

1.6 微带天线小型化的主流技术 20

1.6.1 加载技术 20

1.6.2 曲流技术 21

1.6.3 提高介电常数 22

1.6.4 采用电磁带隙结构 23

1.6.5 分形技术 24

1.7 叠层耦合微带天线基础 25

1.7.1 叠层耦合微带天线概述 25

1.7.2 叠层耦合微带天线的定义与结构 25

1.7.3 天线基板的选择 26

1.7.4 叠层耦合微带天线馈电方法 27

1.8 本章小结 28

参考文献 29

第二章 对称振子线天线及其变形 32

2.1 带镜像结构的折叠偶极子天线的设计与分析 32

2.1.1 偶极子天线理论分析 33

2.1.2 折叠偶极子天线的结构设计 41

2.1.3 天线性能仿真与分析 43

2.1.4 天线实物制作与实测分析 48

2.1.5 应用于其他频段的天线结构 49

2.2 带PBG结构的双频螺旋偶极子天线的设计与分析 51

2.2.1 螺旋偶极子天线理论分析与结构设计 52

2.2.2 天线性能的仿真与分析 55

2.2.3 天线实物制作与实测分析 59

2.3 双频镜像分形偶极子天线 61

2.3.1 3/2 Curve分形曲线 61

2.3.2 基于3/2 Curve的双频镜像偶极子天线仿真设计 62

2.4 基于PET材料的RFID标签天线的设计 69

2.4.1 蝙蝠型超高频电子标签天线的设计与仿真 69

2.4.2 蝙蝠天线的优化和改进 72

2.4.3 天线的制作 73

2.5 旋转式偶极子车载天线 74

2.5.1 旋转式偶极子车载天线的结构设计 75

2.5.2 弯折辐射臂性能分析 80

2.5.3 旋转式偶极子车载天线的实现 81

2.5.4 旋转式偶极子单频点天线实现 84

2.5.5 旋转式偶极子天线的性能对比分析 87

2.6 本章小结 90

参考文献 90

第三章 宽带工作的天线 93

3.1 宽带天线概述 93

3.2 宽频带天线理论 95

3.3 利用平面螺旋结构实现2G频段宽带天线的设计样例 97

3.3.1 辐射频点设计 97

3.3.2 光子带隙结构的改进 98

3.3.3 实际宽带天线样品 99

3.4 多谐振宽带化叠层耦合微带天线的设计 101

3.4.1 叠层微带天线宽频带设计技术 101

3.4.2 多谐振宽频带叠层双频微带天线的设计 102

3.4.3 矩形贴片天线与加载CSRR阵列天线的对比 103

3.4.4 加载CSRR阵列的内切圆弧矩形微带贴片天线 106

3.4.5 加载环形缝隙阵列耦合腔和内切三角结构的低频贴片的设计 109

3.4.6 叠层耦合结构微带天线的设计 110

3.4.7 层间耦合对天线性能影响因素的探讨 112

3.5 基于缝隙谐振器结构的多频宽带平面印刷天线研究 116

3.5.1 技术背景综述 116

3.5.2 基于箭头形对称双偶极调控缝隙耦合谐振器的微带馈电印刷天线 119

3.5.3 基于“工”形对称双偶极调控缝隙耦合谐振器的共面波导馈电印刷天线 129

3.6 本章小结 138

参考文献 139

第四章 微带天线和缝隙天线 143

4.1 微带天线的结构和分类 143

4.2 微带天线的性能及其应用 143

4.3 微带天线的理论分析方法 145

4.3.1 传输线法 146

4.3.2 腔模理论 147

4.3.3 积分方程法 149

4.4 微带天线技术发展概况 150

4.4.1 多频段技术 150

4.4.2 宽频带技术 151

4.4.3 圆极化技术 152

4.4.4 增益提高技术 153

4.5 三频微带天线设计样例 154

4.5.1 调控设计的构思 154

4.5.2 介质基板材料的选择 154

4.5.3 矩形单贴片的设计 156

4.5.4 矩形双贴片的设计 157

4.6 分形阵元的微带阵列天线的设计样例 165

4.6.1 分形阵元的设计 166

4.6.2 均匀直线微带阵列的设计 172

4.6.3 均匀平面微带阵列的设计 178

4.6.4 缝隙耦合技术的尝试 185

4.6.5 新型陶瓷基底材料结合分形技术的应用 187

4.6.6 基底材料对天线的影响 189

4.6.7 天线样品及实测与仿真结果对比 190

4.7 本章小结 192

参考文献 192

第五章 阵列天线的分析与方向图综合 194

5.1 阵列天线方向图综合技术 195

5.1.1 方向图综合概述 195

5.1.2 方向图综合的发展历程 196

5.1.3 发展现状和未来发展方向 197

5.2 简单阵列天线方向图综合方法 199

5.2.1 阵列天线基础 200

5.2.2 常用的方向图综合方法 206

5.3 低副瓣阵列天线的模组化设计 213

5.3.1 中心对称的均匀直线阵列 214

5.3.2 离散阵列Taylor综合法推导 215

5.3.3 阵列天线的模组化设计 217

5.4 低副瓣模组化阵列天线 220

5.4.1 模组内部的SPM综合法 220

5.4.2 矩形口径阵列天线 221

5.4.3 仿真分析 222

5.5 低副瓣不等距模组化阵列天线的设计 228

5.6 泰勒-指数复合不等距模组化阵列天线 235

5.6.1 设计样例 237

5.6.2 帕斯卡模组化不等距阵列天线 241

5.7 本章小结 244

参考文献 245

第六章 反射阵列天线设计技术 249

6.1 反射阵列天线简介 249

6.2 反射阵列天线的发展历史 251

6.2.1 早期的反射阵列天线结构 251

6.2.2 微带反射阵列天线 252

6.2.3 发展现状和未来发展方向 255

6.3 阵列单元设计 256

6.3.1 微带阵元的性能分析 257

6.3.2 变尺寸微带阵元的相移曲线 259

6.4 多层堆叠阵列结构设计 261

6.5 双频反射阵列阵元设计 263

6.5.1 单层结构的双频反射阵列 264

6.5.2 双层结构的双频反射阵列 266

6.5.3 双方环嵌套结构阵元设计 268

6.6 近场方向图综合算法 272

6.7 单频阵列综合设计 275

6.7.1 相位综合结果及算法效率分析 275

6.7.2 馈源天线设计 276

6.7.3 阵列结构及仿真结果 277

6.8 双频阵列综合设计 279

6.9 本章小结 283

参考文献 284

第七章 小型化分形天线的设计及改进技术 288

7.1 分形在微带天线设计中的应用 288

7.2 北斗频段系列康托尔分形改进天线的研究 293

7.2.1 9×9凹弧改进康托尔分形天线的研究 294

7.2.2 凸弧改进康托尔分形天线的研究 303

7.3 π型分形折叠偶极子天线的设计与分析 305

7.3.1 π型分形折线结构理论 306

7.3.2 双频π型分形折叠偶极子天线的设计与分析 312

7.3.3 高阶双频π型分形折叠偶极子天线的设计与分析 316

7.3.4 两个π型分形折线比例变化对天线性能的影响 319

7.4 RFID标签所粘贴的物体材料对天线性能的影响 321

7.5 分形光子晶体复合螺旋天线结构设计 323

7.6 本章小结 325

参考文献 325

第八章 超宽带天线及限波改进技术 336

8.1 超宽带天线研究现状 336

8.2 印制单极超宽带天线基本结构设计及改进 342

8.2.1 天线仿真与测试分析 347

8.2.2 阻抗带宽提升因素分析 350

8.2.3 梯形接地面 355

8.3 椭圆印制陷波超宽带天线设计 358

8.3.1 椭圆印制单极超宽带天线设计 358

8.3.2 阻抗带宽影响因素分析 360

8.3.3 陷波特性实现 363

8.4 树状分形改进型的缝隙结构超宽带天线设计 373

8.4.1 天线结构设计 373

8.4.2 天线参数仿真 375

8.4.3 超宽带天线陷波特性的实现 376

8.5 本章小结 380

参考文献 381

第九章 多极化天线设计技术 385

9.1 多极化天线的应用背景 385

9.2 多极化天线的性能指标 386

9.2.1 交叉极化比 386

9.2.2 极化通道隔离度 387

9.3 多极化天线的实现方式 388

9.3.1 双极化天线 388

9.3.2 环形贴片与单极子组合的双极化天线 390

9.3.3 背腔环形缝隙双极化天线 392

9.3.4 三极化天线 396

9.4 本章小结 398

参考文献 398