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天线是什么?如何设计天线?《天线理论与设计》电子教材免费下载

资 源 简 介

资料详情   IEEE电磁波理论丛书的目的是出版具有电磁学长期档案意义的书籍。包括新的标题,以及重印和修订的认可经典。图书天线理论和设计,由Robert S. Elliott就是这样一个经典。   在天线和Robert S. Elliott的情况下,我想成为个人。20世纪50年代末和60年代初,在鲍勃·艾略特的指导下,我在加州大学洛杉矶分校读研究生,学习了很多天线理论与设计基础的资料。UGES飞机公司,当时是什么,北美罗克韦尔。我在他的课程中编撰的笔记后来成为两个天线课程的基础,当我在1968就读于亚利桑那大学时。   天线理论可以被研究,吸收,然后写在一本没有实际经验的教科书中。天线设计完全是另一回事。Bob Elliott的职业生涯实际上已经有两个职业了。他在休斯飞机公司和兰特克公司对天线和微波组件的设计和开发作出了重大贡献,同时在加州大学洛杉矶分校形成并领导了一个强大的、国际认可的天线和微波项目。这本书,天线理论和设计,反映了覆盖的广度和深度,这样的背景将建议。因此,这本书对学术界和工业和政府实验室的实践者都是有用的。   埃利奥特教授多年来一直是国际上著名的电磁工作者。作为一个电磁学者,他在同龄人和学生中被普遍认为。例如,他对电磁学及其与狭义相对论的关系的清晰、开创性的论述发表在广受关注的书《电磁学;历史、理论和应用》中。这一学术工作被添加到IEEE新闻系列关于电磁波理论在1993。   埃利奥特教授是IEEE研究员(1961年)。在他从活跃教学退休之前,他是加州大学洛杉矶分校的休斯杰出电磁学教授。在他的教学奖中,他被选为加州大学洛杉矶分校全校最佳教师(1983年),并四次被选为加州大学洛杉矶分校工程学院最佳教师。在他众多的专业荣誉中,他当选为国家工程学院(1988)研究员。IEEIE天线和传播协会(APS)授予他APS杰出成就奖(1985)。此外,他还获得了两个APS奖论文奖。在2000,他被授予IEEE第三千年奖章。   我从Bob Elliott的同事和以前的学生收到许多评论,从这个重新发行项目开始。这本书最具代表性的一点是:“他书中的许多见解原本是他的,至今仍被认为是观察事物的基本方式。”我很高兴地欢迎这本经典的书加入这个系列。   在作者的机构中,每年提供九个月的天线理论和设计序列。第一季度和第二季度对老年人和第一年研究生开放,第三季度是研究生水平。该序列先决条件是在电磁理论中处于中间水平的背景知识,以及传输线理论的入门知识,包括史密斯图和波导模态分析。本书是从天线序列的讲义演变而来的。   在过去的五年中,作者在教授这一系列课程时,曾经的经验是,似乎提供平衡处理的各种主题在当前可用的单一教材中没有在介绍性水平上找到。此外,一些最近的发展,其重要性得到广泛认可,只能在研究文献中获得。学生对文章之间符号的不均匀性以及购买大量只部分使用的文本所带来的经济困难感到沮丧,这为课堂讲稿提供了原始动机。这些笔记的编辑,由连续的学生小组是赞赏的,并希望他们的批评已受益于最终产品。   本论文的选题受作者的经验和洛杉矶地区地方产业需求的影响。读者将着重于微波天线,特别是在雷达和通信系统中使用的阵列。这种天线的实际应用已经发展到占据该领域的主要部分,因此希望这一重点将得到广泛的重视。然而,其他的话题并没有被忽视,正如可以从目录中看到的那样。   正文分为四个部分。第一部分首先回顾了电磁理论,然后着手建立源集合(天线)和由这些源引起的辐射场之间的积分关系。从这一发展过程中,天线划分成两种类型。第一种类型包括偶极子、环和螺旋,它们的实际来源是众所周知的,并且依次研究它们的图案特征。第二种类型的近场是已知的,具有合理的精度,可以用等效源来分析。这类包括角,槽,和补丁,所有这些都被认为是在一些细节。   I1部分涉及一维和二维阵列的分析和合成。在第一部分中研究的天线元件构成了这些阵列的组成部分,并且焦点在图案特性上。介绍了Dolph和Taylor的合成过程,并将其推广到涉及任意旁瓣地形的图案要求。   在第111部分中,重点转移到天线元件的阻抗特性,单独使用或在阵列中使用。建立了圆柱形偶极子自阻抗的Hltn积分方程式,并将其推广到条形偶极子。研究了几种类型的解决方案,包括通过矩量法和函数展开法得到的解。巴比涅原理用于将这些结果扩展到插槽。在阵列设计中,互阻抗是十分重要的,它借助互易定理被公式化,然后针对最常用的天线单元进行计算。这些关于自阻抗和互阻抗的信息随后被用于单元件和线性阵列和平面阵列(包括扫描阵列)的馈电结构设计。     第四部分致力于具有连续(或准连续)孔径的天线。研究了长线天线如菱形和V形,分析了许多表面波结构的性质。这些包括慢波类型,例如介质包层和波纹接地平面以及快波类型,特别是泄漏波导。这本书最后介绍了反射器和透镜,天线类型,其中许多光学原理可以应用到介绍性处理。   这三门课程构成了作者所在学院的天线序列,每门课程为期三个月,每周授课四小时。第一门课程包括第一、二、四章和第五章的前六节,第七章的前十五节,第八章的前十二节和第九章的前三节。因此,在引入基本原理之后,它集中在线天线(偶极子、单极、环和螺旋)上。第二课包括第3章,第7, 8章和第9章,第10章的全部内容。本课程着重于孔径天线(缝隙、贴片、反射器和透镜)。第三门课程主要介绍图案合成,并依托第5章的后半部分和第6章的全部内容,加上一些当前的文献。   对于一个希望在一个学期的课程中平衡地提供天线主题的人来说,一个应该被证明令人满意的组合将包含第1节。l到1.6,1.10到1.18节,2.1到2.6节,3.1到3.6节,4.1到4.4节,5.1到5.3节,7.8节,7.13到7.15节,8.1到8.6节,10.1到10.5节,以及10.10到10.1.1。这将提供对基本原理、有线天线、孔径天线、阵列理论的要素、在存在互耦的情况下馈电阵列的问题、以及几何光学在反射器和透镜天线设计中的应用。   各种各样的朋友都很友好地阅读了部分稿件并提出了他们的意见。作者要感谢N.Alexopoulos教授、C.Butler、D.G.Dudley、G.Franceschetti、Y.T.Lo、C.T.Tai和P.G.Uslenghi,以及他的工业同事J.Ajioka、V.Galindo-。、W.H.Kummer和A.W.。。在许多发现错误并协助修改课文的学生中,D.Kim和J.Schaffner的努力值得一提。   感谢我的长期同事和朋友,休斯·卡诺加公园雷达实验室经理阿尔文·克莱文。当我离开这个领域十年时,他有信心给我提供休斯的咨询工作,从而重新激发了我对这个课题的兴趣。这一致敬延伸到整个休斯组织,它一直慷慨地支持许多天线研究努力,这些努力已经找到进入这本书的页面。我与休斯的工程人员之间的交往是丰富而宝贵的,必须特别感谢路易斯·库尔茨和乔治·斯特恩的忠告。休斯和Ralph Johnson对我在计算机上的帮助也得到了大家的认可。
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