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第1章 基站天线1

1.1 移动通信和移动通信天线的相关知识1

1.1.1 移动通信及通信天线的发展概况及方向1

1.1.2 基站天线的相关技术2

1.2 单极化基站天线10

1.2.1 用线形λ0/2长偶极子构成的基站天线阵10

1.2.2 用贴片天线构成的基站天线11

1.2.3 高F/B比基站天线13

1.2.4 利用三角波导上的横向缝隙实现基站天线的120°扇区波束15

1.2.5 由近耦合渐变缝隙构成的六扇区天线17

1.3 宽带单极化基站天线18

1.3.1 由有调谐支节的U形辐射单元构成的宽带基站天线18

1.3.2 由不等间距线阵构成的宽带基站天线19

1.3.3 由开缝贴片构成的宽带单极化基站天线21

1.4 双频和三频基站天线22

1.4.1 由偶极子构成的双频基站天线22

1.4.2 由角反射器天线构成的水平面宽波束和双频基站天线24

1.4.3 由贴片构成的双频基站天线25

1.4.4 三频基站天线27

1.5 单频双极化基站天线31

1.5.1 用偶极子构成的双极化基站天线31

1.5.2 用正交缝隙构成的双极化基站天线38

1.5.3 用贴片构成的双极化基站天线39

1.6 双频双极化基站天线48

1.6.1 由倾斜菱形偶极子和正交偶极子构成的双频双极化基站天线48

1.6.2 由双层双列正交偶极子构成的双频双极化基站天线49

1.6.3 2.4 GHz和5 GHz极化分集偶极子天线51

1.6.4 由正交偶极子构成的双频四极化基站天线阵52

1.6.5 由圆环和印刷偶极子构成的双频双极化基站天线53

1.7 双波束基站天线54

1.8 双向基站天线57

1.8.1 公路、铁路沿线使用的双向天线57

1.8.2 在隧道、地铁等地下狭长通道中使用的双向天线63

1.9 基站天线的波束下倾68

1.9.1 基站天线波束下倾的好处及实现方法68

1.9.2 基站天线电波束下倾角度的计算及实现方法69

1.9.3 天线下倾应注意的问题70

1.9.4 天线下倾角α的计算71

1.9.5 电下倾和机械下倾的比较71

1.10 基站天线的无源交调干扰73

1.10.1 互调干扰简介73

1.10.2 在天线中产生互调的原因74

1.10.3 扼制PIM的方法75

1.11 基站分集技术75

1.11.1 采用分集技术的原因75

1.11.2 分集技术的概念76

1.11.3 空间分集76

1.11.4 极化分集79

1.11.5 空间和极化分集组合基站天线阵88

1.12 基站天线增益与覆盖距离的关系89

1.12.1 dBm与dBmV和dBμV的关系89

1.12.2 自由空间路径损耗89

1.12.3 平面地上的路径损失90

1.12.4 基站发射天线增益的计算90

1.12.5 基站发射天线增益与通信距离的关系91

1.13 基站天线的选型及安装架设92

1.13.1 基站天线的选型原则92

1.13.2 减少基站天线之间相互干扰的方法93

1.13.3 基站天线的安装架设93

1.14 基站天馈系统的组成95

1.15 基站天馈系统VSWR的现场测量96

1.15.1 测量基站天线VSWR的环境96

1.15.2 铁塔上测量97

1.15.3 地面测量97

1.15.4 机房天馈系统VSWR的测量97

1.15.5 造成VSWR超标的原因99

1.16 基站天线的共用技术和天线之间的隔离度101

1.16.1 天线的共用技术的定义101

1.16.2 共用的实现101

1.16.3 天线之间的隔离度106

1.17 网络优化对基站天线的要求106

参考文献107

第2章 赋形波束天线109

2.1 综合低副瓣天线阵使用的道尔夫－切比雪夫分布109

2.1.1 概述109

2.1.2 切比雪夫天线阵的几个参数109

2.1.3 等间距切比雪夫天线阵的有关设计数据110

2.2 用不等间距多元线阵综合的赋形主波束方向图113

2.2.1 用不等间距九元和十九元线阵综合的赋形主波束方向图113

2.2.2 用十元和十四元不等间距线阵综合的低副瓣天线阵114

2.2.3 用二十一元不等间距线阵综合的低副瓣方向图115

2.3 用等间距不等幅不同相线阵综合的赋形方向图116

2.3.1 用等间距（d=λ0/2）不等幅不同相十六元线阵综合的余割平方方向图116

2.3.2 用等间距（d=λ0/2）不等幅不同相十六元线阵综合的平顶主波束方向图119

2.4 用ORAMA计算工具综合的赋形波束线阵天线120

2.4.1 SLL=-20dB的切比雪夫边射天线阵121

2.4.2 SLL=-30dB的泰勒级数方向图122

2.4.3 余割平方功率方向图122

2.4.4 用等幅但不等间距综合的低副瓣天线123

2.5 用不等幅度分布十九元线阵综合的低副瓣雷达天线124

2.6 在不同角度有零深的赋形方向图126

2.7 用阶梯阻抗线串馈微带缝隙天线阵构成的赋形波束127

2.8 用寄生线阵变换天线赋形波束的形状129

2.9 赋形波束基站天线130

2.9.1 基站天线的赋形波束130

2.9.2 用不等间距综合的赋形基站天线阵131

2.9.3 用不等间距和不等相位差线阵综合的赋形基站天线135

2.9.4 用切比雪夫分布综合的2.4 GHz双极化赋形基站天线阵141

2.9.5 用不等幅度和不等相位线阵综合的赋形基站天线143

2.10 全向赋形波束天线152

2.10.1 全向赋形波束印刷偶极子天线阵152

2.10.2 全向赋形微带缝隙天线阵153

2.10.3 宽带全向赋形波束共线天线阵155

参考文献158

第3章 环天线160

3.1 环天线的分类160

3.2 环天线的极化161

3.3 计算环天线输入阻抗的简单公式162

3.4 小环天线163

3.4.1 小环天线的特点及方向图163

3.4.2 小环天线的电参数167

3.4.3 小环天线的馈电及阻抗匹配169

3.4.4 短波使用的紧凑发射环天线170

3.4.5 短波使用的小接收环天线171

3.4.6 屏蔽环探头172

3.4.7 小环天线在测向中的应用174

3.5 方位不连续环形天线177

3.6 环天线的耦合电路180

3.7 大环天线182

3.7.1 大环天线的电参数182

3.7.2 周长为一个波长的环天线185

3.7.3 两单元方环天线185

3.7.4 由双环构成的水平极化全向天线187

3.8 △环天线187

3.8.1 △环天线的输入阻抗及垂直面方向图187

3.8.2 短波用△环天线189

3.9 短波使用的垂直菱形环天线190

3.10 Halo环天线190

3.11 VHF环天线191

3.11.1 移动通信使用的环天线191

3.11.2 145 MHz使用的倒8字形双环天线192

3.11.3 有源定向接收环天线192

3.12 Alford环天线193

3.12.1 概述193

3.12.2 双馈平衡Aliord环天线194

3.12.3 印刷Aliord环天线195

3.13 由环天线构成的FM天线197

3.13.1 把λ0/2长折合振子弯曲成圆构成的水平极化全向天线197

3.13.2 四叶天线197

3.13.3 周长小于λ0/2的方环天线198

3.13.4 同轴线馈电的圆环天线199

3.14 由印刷多边形环天线构成的宽带定向天线201

3.15 层叠菱形环天线203

3.16 双圆环天线205

3.17 由半环构成的宽带全向天线207

3.18 由框架式金属板条构成的UHF定向天线阵208

参考文献210

第4章 对数周期天线211

4.1 对数周期偶极子天线211

4.1.1 对数周期偶极子天线的工作原理211

4.1.2 LPDA的参数212

4.1.3 LPDA的馈电及阻抗214

4.1.4 LPDA阵的设计217

4.1.5 LPDA的设计实例222

4.2 缩短尺寸的对数周期天线235

4.2.1 缩短LPDA尺寸的方法235

4.2.2 缩短尺寸的20～200 MHz电磁兼容测试天线236

4.2.3 采用双脊波导型偶极子的LPDA237

4.2.4 对数周期单极子天线阵（LPMA）239

4.2.5 缩短尺寸的垂直极化HF对数周期偶极子天线241

4.3 其他对数周期天线244

4.3.1 由对数周期环天线构成的高增益线极化天线244

4.3.2 由双△环构成的对数周期天线245

4.3.3 由折合振子构成的对数周期偶极子天线246

4.3.4 高仰角HF水平极化对数周期环天线247

4.3.5 紧凑的对数周期八木天线248

4.3.6 7～10 MHz倒V形对数周期天线248

4.3.7 双面印刷LPDA249

4.4 角齿对数周期天线250

4.4.1 齿片型对数周期天线251

4.4.2 梯形齿线对数周期天线254

4.4.3 三角齿线对数周期天线258

4.5 对数周期天线在电子战中的应用261

4.5.1 超宽带跳极化天线261

4.5.2 由六个印刷对数周期天线构成的宽带测向天线265

参考文献269

第5章 全向天线270

5.1 全向天线的组成及主要特点270

5.1.1 概述270

5.1.2 垂直接地天线的电流分布270

5.1.3 不同高度直立接地天线的增益271

5.2 鞭天线272

5.2.1 λ0/4长鞭天线272

5.2.2 5λ0/8长鞭天线273

5.2.3 3λ0/4长共线车载天线273

5.2.4 折合单极子天线274

5.3 宽带单极子天线275

5.3.1 由十字形短路金属板顶加载单极子构成的低轮廓全向天线275

5.3.2 由套筒和寄生辐射管构成的宽带单极子天线277

5.3.3 四种带圆盘的单极子天线277

5.3.4 由阶梯状印刷单极子构成的多频全向天线280

5.3.5 适合笔记本电脑接收UHF数字电视的平板单极子天线280

5.3.6 带有套筒和抬高馈电点的平面单极子天线282

5.3.7 由双套筒组成的宽带全向天线284

5.3.8 带有改善阻抗匹配的宽带蝶形全向单极子天线285

5.3.9 宽带卷筒式单极子天线286

5.4 由倒锥、盘锥和双锥构成的宽带全向天线287

5.4.1 宽带低轮廓圆锥单极子天线287

5.4.2 宽频带λL/8单极子天线288

5.4.3 矩形宽带单锥全向天线290

5.4.4 宽带线锥单极子天线291

5.4.5 改善高仰角辐射的倒锥全向天线293

5.4.6 宽带盘锥天线294

5.4.7 位于圆地面上的低轮廓宽带双锥天线296

5.4.8 宽带毫米波全向双锥天线297

5.5 超宽带全向天线297

5.5.1 泪珠型UWB天线298

5.5.2 印刷平面倒锥UWB单极子天线298

5.5.3 倒平面倒锥全向天线300

5.5.4 超宽带全向眼睛天线301

5.5.5 有缺口功能的平面印刷UWB单极子天线303

5.5.6 用共面波导馈电有缺口功能的UWB单极子天线304

5.6 由法线模螺旋天线构成的全向天线305

5.6.1 法线模螺旋天线在终端天线中的应用305

5.6.2 VHF螺旋鞭状天线306

5.6.3 高增益450～470 MHz车载螺旋鞭天线307

5.6.4 缩短尺寸的宽带全向车载天线308

5.6.5 适合400 MHz频段双向移动电话使用的组合螺旋单极子天线309

5.6.6 由螺旋和鞭构成的双频终端天线311

5.6.7 由变螺距螺旋和鞭天线构成的双频宽带天线311

5.6.8 由不等螺距或不等直径螺旋天线构成的双频终端天线312

5.6.9 由带有寄生单极子的法线模天线构成的双频天线314

5.7 与地无关的低增益全向天线315

5.7.1 由同轴中馈λ0/2长偶极子构成的全向天线316

5.7.2 由带扼流线圈或磁环的λ0/2长同轴偶极子构成的全向天线317

5.7.3 与地无关的λ0/2长全向天线317

5.7.4 全向J形天线318

5.7.5 由双锥对称振子构成的宽带全向天线319

5.7.6 由λ0/2长折合振子构成的全向天线319

5.7.7 能扼制电缆外皮泄漏电流的印刷碟形偶极子全向天线320

5.7.8 安装在小型导弹头部的天线322

5.8 由贴片构成的全向天线322

5.8.1 由圆贴片构成的宽带低轮廓全向天线322

5.8.2 由带短路环圆锥套筒的圆贴片构成的宽带全向天线323

5.8.3 由正交梯形平面单极子和短路圆贴片构成的超宽带单极子天线324

5.8.4 由中心馈电圆贴片和耦合环状贴片构成的全向天线326

5.8.5 由正方形环状贴片构成的宽带低轮廓全向天线327

5.8.6 宽带全向贴片天线328

5.9 双频和三频全向天线329

5.9.1 由陷波、组合结构和附加寄生单元构成的双频单极子天线329

5.9.2 有带线套筒的双频单极子天线330

5.9.3 由分叉单极子和共面波导馈电构成的双频全向天线330

5.9.4 微带线馈电共面印刷双频单极子天线332

5.9.5 由分支线加载构成的双频全向天线332

5.9.6 由支节加载构成的双频全向天线334

5.9.7 由带U形支节印刷共线偶极子构成的双频全向天线335

5.9.8 双频印刷全向天线阵336

5.9.9 双频印刷单极子天线337

5.9.10 印刷共面双频单极子天线338

5.9.11 有部分地的双频印刷全向单极子天线339

5.9.12 适合数字电视和GSM移动通信使用的双频套筒单极子天线340

5.9.13 双频共线天线341

5.9.14 双频垂直极化全向天线342

5.9.15 三频车载天线343

5.9.16 移动通信使用多频吸顶天线345

5.10 共线全向天线阵346

5.10.1 全向共线λ0/2长偶极子天线的增益及方向图346

5.10.2 佛兰克林全向共线天线阵349

5.10.3 用同轴线内外导体换位连接构成的全向天线阵350

5.10.4 由双扼流套构成的全向天线351

5.10.5 缝隙耦合套筒偶极子共线全向天线阵351

5.10.6 耐高温中增益宽带全向天线360

5.10.7 由盘锥构成的宽带中馈增益全向共线天线阵362

5.10.8 由缝隙和套筒构成的垂直极化基站天线365

5.11 低成本印刷全向共线天线及天线阵365

5.11.1 有倒相段的全向不对称对称振子365

5.11.2 由印刷折合偶极子组成的全向天线367

5.11.3 中馈背靠背印刷偶极子共线天线阵368

5.11.4 印刷全向微带天线阵369

5.12 主要海船载HF、VHF和UHF全向天线简介374

5.12.1 HF全向天线374

5.12.2 VHF/UHF全向天线375

参考文献376

第6章 水平偶极子天线378

6.1 水平对称振子378

6.1.1 对称振子的方向图378

6.1.2 对称振子的输入阻抗381

6.1.3 半波与全波对称振子382

6.2 折合振子及其变形结构382

6.2.1 折合振子的由来383

6.2.2 对称振子与折合振子的相同点和不同点383

6.2.3 三线和四线λ0/2长折合振子385

6.2.4 长度为3λ0/4和3λ0/8的折合振子386

6.2.5 部分折合振子387

6.2.6 复合折合振子387

6.2.7 V形复合折合振子388

6.2.8 双折合振子389

6.2.9 折合振子的变形结构——环天线389

6.2.10 折合振子的馈电391

6.2.11 由平面折合振子构成的宽带低轮廓微带天线392

6.2.12 宽带平面折合偶极子天线393

6.2.13 由支节和电容加载构成的宽带折合偶极子天线394

6.3 平板偶极子和印刷偶极子天线396

6.3.1 平板偶极子天线396

6.3.2 印刷偶极子天线400

6.4 蝶形偶极子天线403

6.4.1 用微带线馈电的平面蝶形偶极子天线403

6.4.2 用同轴线馈电的平面蝶形偶极子天线406

6.4.3 蝶形偶极子天线阵408

6.4.4 加载蝶形偶极子天线408

6.5 水平面宽波束偶极子天线409

6.5.1 由倒V形印刷偶极子构成的宽波束天线409

6.5.2 把偶极子天线安装在夹角大于180°的角反射器上410

6.5.3 有桥蝶形偶极子414

6.6 双频或多频偶极子天线416

6.6.1 由安装在双接地板上折叠偶极子天线构成的双频天线416

6.6.2 由双面印刷带线偶极子构成的双频天线418

6.6.3 由有许多矩形缝隙印刷偶极子构成的双频天线420

6.6.4 用分支线巴伦馈电的双频偶极子天线421

6.6.5 由多个框型印刷偶极子构成的多频偶极子天线423

6.7 双极化偶极子天线425

6.7.1 由正交双面印刷偶极子构成的双极化天线425

6.7.2 由四个泪珠天线构成的双极化平面偶极子天线426

6.7.3 由正交折合偶极子天线构成的双极化天线427

6.7.4 由正交钩形带线耦合馈电方板偶极子天线构成的双极化天线429

6.7.5 由介质加载正交钩形探针耦合馈电正交方板偶极子构成的双极化天线432

6.7.6 由正交梯形偶极子和短路蝶形贴片构成的组合双极化天线434

6.8 宽带偶极子天线437

6.8.1 带寄生振子的宽带印刷偶极子天线437

6.8.2 带双寄生振子的双面印刷偶极子天线438

6.8.3 末端加载和带有平面开式套筒的印刷偶极子天线440

6.8.4 三角形加载宽带印刷偶极子天线442

6.8.5 有短路桥的UWB偶极子天线443

6.8.6 同轴线馈电印刷方板偶极子天线444

6.8.7 加微波吸波材料的平面方板印刷偶极子天线446

6.8.8 由平面倒锥构成的低轮廓偶极子天线447

6.8.9 宽带电磁偶极子天线449

6.8.10 有圆锥方向图的宽带电磁偶极子天线452

参考文献453

第7章 贴片天线455

7.1 贴片天线的基本知识455

7.1.1 贴片天线的原理及相关参数455

7.1.2 矩形贴片天线的设计456

7.1.3 贴片天线的馈电459

7.2 小尺寸贴片天线460

7.2.1 短路梯形贴片天线460

7.2.2 由U形缝隙短路贴片构成的宽带低轮廓天线462

7.2.3 小尺寸宽带三角形贴片天线463

7.2.4 由折叠短路L形缝隙贴片构成的宽带天线464

7.3 宽带贴片天线465

7.3.1 E形贴片465

7.3.2 用层叠技术构成的宽带贴片天线467

7.3.3 缝隙耦合宽带高增益贴片天线471

7.3.4 用L形探针近耦合馈电构成的宽带贴片天线474

7.3.5 由脊椎形地面构成的贴片天线478

7.4 双频贴片天线479

7.4.1 用共面探针给矩形贴片馈电构成的双频宽带贴片天线479

7.4.2 宽带双线极化VHF贴片天线480

7.4.3 由多层多谐振贴片构成的宽带和双频天线482

7.4.4 多频贴片天线483

7.4.5 双馈双频宽带贴片天线484

7.4.6 由折叠短路贴片构成的宽带双频贴片天线486

7.5 双极化贴片天线489

7.5.1 用组合馈电构成的双极化贴片天线489

7.5.2 由双L形探针耦合馈电构成的双极化贴片天线498

7.5.3 由双缝隙耦合馈电构成的双极化贴片天线506

7.6 其他贴片天线507

7.6.1 背腔贴片天线507

7.6.2 空腔高增益宽带贴片天线508

7.6.3 带圆锥背腔圆贴片天线509

7.6.4 带反相功分器的低交叉极化宽带贴片天线510

7.6.5 用L形探针馈电有圆锥形方向图的宽带贴片天线511

7.6.6 水平面宽波束WLAN天线513

参考文献514

第8章 短背射天线516

8.1 用对称振子激励的短背射天线516

8.1.1 用λ0/2长对称振子激励的短背射天线516

8.1.2 用λ0/2长偶极子激励短背射天线的馈电方法518

8.1.3 用λ0/2长偶极子激励有波纹边环的短背射天线519

8.1.4 改进型短背射天线520

8.2 用波导馈电的短背射天线521

8.2.1 概述521

8.2.2 用同轴波导馈电的短背射天线523

8.2.3 矩形波导馈电带波纹边环的短背射天线525

8.2.4 矩形波导馈电带圆锥反射器的短背射天线527

8.3 短背射天线阵529

8.4 宽带短背射天线534

8.4.1 用H形缝隙贴片激励的短背射天线534

8.4.2 用缝隙激励的短背射天线536

8.4.3 宽带背腔平板偶极子天线539

8.4.4 超宽带组合背腔折叠扇形偶极子天线540

8.4.5 宽带背腔折叠三角蝶形天线543

8.5 高增益背射天线546

参考文献547

第9章 八木天线548

9.1 概述548

9.1.1 八木天线的组成548

9.1.2 八木天线的增益及半功率波束宽度的估算549

9.2 缩短尺寸的二元八木天线549

9.3 交叉馈电八木天线550

9.3.1 二元交叉馈电八木天线550

9.3 2四元交叉馈电八木天线552

9.3.3 由两个不等长相位差为135°的有源折合振子组成的多元八木天线552

9.4 多元八木天线553

9.4.1 三元八木天线553

9.4.2 最佳三元八木天线554

9.4.3 四元八木天线554

9.4.4 六元八木天线555

9.4.5 七元八木天线和十元八木天线555

9.4.6 移动通信频段使用八元八木天线556

9.4.7 十元八木天线557

9.4.8 十一元八木天线558

9.4.9 十五元八木天线558

9.4.10 六个不同轴向长度八木天线的参数及增益558

9.4.11 十六元八木天线559

9.5 对数周期八木天线560

9.6 高阻抗十二元八木天线560

9.7 由圆环构成的二十五元八木天线562

9.8 优化计算的多元八木天线563

9.8.1 三元和四元八木天线563

9.8.2 最佳增益六元八木天线564

9.8.3 最佳八元八木天线566

9.8.4 最佳十元八木天线566

9.8.5 最佳十二元八木天线567

9.8.6 十五元八木天线569

9.8.7 十八元八木天线570

9.8.8 二十二元八木天线571

9.9 其他八木天线571

9.9.1 三单元V形八木天线571

9.9.2 宽带准平面八木天线572

9.9.3 毫米波使用的平面高增益八木天线573

参考文献574

第10章 缝隙天线576

10.1 二重性原理及应用576

10.1.1 概述576

10.1.2 二重性原理576

10.1.3 互补偶极子与缝隙天线之间的阻抗关系578

10.1.4 超宽带（UWB）磁天线578

10.2 微带缝隙天线580

10.2.1 用微带线馈电的缝隙天线580

10.2.2 用共面波导馈电的缝隙天线583

10.3 同轴缝隙天线589

10.3.1 概述589

10.3.2 柱面缝隙天线591

10.3.3 由介质加载开缝圆柱体构成的水平极化全向天线592

10.3.4 行波同轴缝隙天线594

10.3.5 用Z字形缝隙构成的水平极化全向天线595

10.3.6 VHF/UHF行波电视发射天线596

10.3.7 带有调谐装置的宽带同轴缝隙天线［9］598

10.3.8 改善周长为一个波长同轴缝隙天线水平面全向方向图不圆度的方法600

10.3.9 VHF/UHF双频同轴缝隙天线602

10.3.10 由宽缝隙构成的宽波束基站天线604

10.3.11 分馈数字电视发射天线606

10.3.12 由水平缝隙构成的垂直极化全向天线607

10.3.13 泄漏同轴电缆天线608

10.3.14 由一个缝隙构成的中增益水平极化全向天线610

参考文献611