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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