《天线理论与设计》大纲

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微波天线书籍

陆续看过的天线方面的书籍也有二三十本了，从浅到深，有的名字忘了，挑几本不错的给大家建议建议：
1，天线理论与设计（初学）
2，天线（国外那个第三版，普及）
3，近代天线设计（较深入，基本上什么天线都有，值得有一定基础后好好仔细研究）
4，微带天线理论与工程（中文版中微带天线最好的了，很细，再想研究微带就只能看《Microstrip Antenna Handbook》）
5，线天线理论与应用（讲线天线最好的，也涉及天线阵分析）
6，天线阵分析与综合（阵列天线权威，我的程序多处于此处）
7，线天线的宽频带技术（如书名）
8，反射面天线新技术（专注讲反射面的，各种形式）
9，电小天线（主要是低频段的天线，短、中、长波）
9，雷达天线技术（电子工业出版社的系列丛书之一，做军品天线的都应该看看）

以上书籍有时间建议想好好做天线的都看看，受益非浅！

天线理论课件01Chapter01

Thevenin Equivalent in Antenna Transmission Mode Antenna Ohm
Loss Radiation Resistance Zc ≠ ZA
Antenna Inductance/ Condensance Usually transmission line is with 50 Ohm characteristic impedance Zc
4
References
C. A. Balanis, Antenna Theory: Analysis and Design, 3rd Edition 天线原理，国防工业出版社，魏文元等 Robert S Elliot, Antenna Theory and Design
3
About the Course
13
Types of Antennas
1.Wire antennas 2 Aperture antennas 2.Aperture 3.Microstrip antennas 4.Array antennas 5 Reflector antennas 5.Reflector 6.Lens antennas
Electromagnetic wave
9
The information is transmitted and received through the propagation of electromagnetic wave

天线原理与设计(王建)6PDF版

对水平和垂直半波振子，均有 fT (θm ,ϕm ) = 2 。
480
得
D=
Rr
式中的Rr可由式(4.5)取实部求得。增益为
(4.6)
G = ηaD
(4.7)
式中，ηa = Rr /(Rr + RL ) 为天线效率。其中RL表示损耗电阻, 包括天线导线热损耗、绝缘子损耗、地损耗等。一般情
况下，除地损耗外其它损耗可忽略不计。若地损耗不大，则ηa≈1，此时G≈D。
由图查得D=1.64对应2l/λ=0.5, D=3.3对应2l/λ=1.27 。这样的方向性系数带宽为
2l ≤ λ ≤ 2l
1.27
0.5
1.575l ≤ λ ≤ 4l
对一般天线来说，方向性系数带宽是指方向性系数
从最大值下降到规定值的频率范围。如从最大值下降
20%的频率范围等。
3. 输入阻抗带宽
式中， fT (θ ,ϕ) = f0 (θ ,ϕ) fa (θ ,ϕ)
f0 (θ
,ϕ )
=
cos(
π 2
cos
θ
sinθ
)
,
fa (θ ,ϕ) = 2 cos(β H cosθ )
■E面内的方向图函数, 因θ= π/2-Δ，则
fE (∆)
=
cos(
π 2
sin
∆

研究生《天线理论与技术》教学大纲

《天线理论与技术》教学大纲

Antenna Theory and Technology

第一部分大纲说明

1. 课程代码：

2. 课程性质：专业学位课

3. 学时/学分：40/3

4. 课程目标：

通过这门课的学习，使学生掌握天线的基础知识、常用天线的结构及分析方法。配合相关软件的学习，最终使学生达到能够独立完成常用及新型天线的设计及改进方法。

5. 教学方式：课堂讲授、分组实验、分组专题报告与课堂讨论相结合

6. 考核方式：考试

7. 先修课程：电磁场与波、高频电子电路

8. 本课程的学时分配表

9. 教材及教学参考资料：

（一）教材：

宋铮，天线与电波传播，西安：西安电子科技大学出版社，2003年版

（二）教学参考资料：

1、John D. Kraus，天线（第三版），北京：电子工业出版社，2008年版

2、Law & Kelton，Electromagnetics with Application ，北京：清华大学出版社，2001年版

3、Warren L. Stutaman，天线理论与设计，北京：人民邮电出版社，2006年版

4、卢万铮，天线理论与技术，西安：西安电子科技大学出版社，2004年版

5、李莉，天线与电波传播，北京：科学出版社，2009年版

第二部分教学内容和教学要求

本课程讲授天线的基本理论和设计方法，主要内容有：天线的基本知识、常用天线的结构和分析方法、天线仿真与设计的常用软件、常用天线及新型天线的设计和改进方法。

第一章时变电磁场

教学内容：

1.1 麦克斯韦方程

1.2 时变电磁场的边界条件

1.3 波动方程与位函数

天线设计原理

5
《天线原理与设计》讲稿
王建
(a) 极坐标幅度方向图
(a) 直角坐标幅度方向图
(c) 极坐标分贝方向图
(d) 直角坐标分贝方向图
图 0-2 七元八木天线xy平面(H面,θ=90o)内的二维场强幅度和分贝表示的归一化方向图
天线方向图一般呈花瓣状，称之为波瓣或波束。其中包含最大辐射方向的波
瓣称之为主瓣，其它的称为副瓣或旁瓣，并分为第一副瓣、第二副瓣等，与主瓣
实际上，一切无线电设备(包括无线电通讯、广播、电视、雷达、导航等系统)都是利用无线电波来进行工作的，而从几 MHz 的超长波到四十多 GHz 的毫米波段电磁波的发射和接收都要通过天线来实现。天线是这样一个部件，作发射时，它将电路中的高频电流或馈电传输线上的导行波有效地转换成某种极化的空间电磁波，向规定的方向发射出去；作接收时，则将来自空间特定方向的某种极化的电磁波有效地转换为电路中的高频电流或传输线上的导行波。
综上所述，天线的作用主要有两点：
(1) 能量转换对于发射天线，天线应将电路中的高频电流能量或传输线上的导行波能量尽
可能多地转换为空间的电磁波能量辐射出去。对于接收天线，天线应将接收的电磁波能量最大限度地转换为电路中的高频电流能量输送到接收机。这就要求天线与发射机源或与接收机负载尽可能好的匹配。一副好的天线，就是一个好的能量转换器。
E 面：指通过天线最大辐射方向并平行于电场矢量的平面。 H 面：指通过天线最大辐射方向并平行于磁场矢量的平面。

天线原理与设计(王建)1PDF版

(a)水平全向方向图
(b)笔形波束方向图
(c)余割平方波束方向图
0.4.2 辐射功率wenku.baidu.com辐射强度
■坡印亭矢量W 描述功率与电磁场的关系往往采用坡印亭矢量，其定义为
1 W = E × H* 2
式中，W为坡印亭矢量，单位为瓦/m2；
(0.5)
E为电场强度矢量，单位为V/m； H 为磁场强度矢量，单位为 A/m ，上标 ‘ * ’ 号表示取复数共轭。式 (0.5) 说明坡印亭矢量是电场和磁场强度矢量的叉积，乘上因子1/2后，该式表示为坡印亭矢量的时间平均值。
有源天线的发展形成了现在非常先进的有源相控阵雷达天线。二维有源相控阵已装备在最先进的猛禽F22第四代战机上。值得一提的是相控阵天线，因为相控阵雷达技术含量最高，功能最强。
到了80年代，由于电子计算机和超大规模集成电路的发展，高功率固态发射机和各波段移相器等日趋成熟及成本的大幅降低，以及数字波束形成技术、自适应理论和技术、低副瓣技术以及智能化理论和技术的不断发展，使得80年代成为国际上相控阵雷达大发展的年代。先进国家研制了多种不同用途的战略、战术相控阵雷达。我国也不例外，到1993年，我国的相控阵雷达不仅在军用国防及航空航天中得到广泛使用，而且已经从军用扩展到了民用。
(5) 反射器天线(Reflector Antennas) —(11～12章)

天线原理与设计_讲义8

(6.1)
d cos d (cos 1) (6.2) 对间距d=λ/4、N=10单元的端射阵，在不同附加相位 δ时, 由式(6.1)计算的归一化方向图如下图所示。δ=0时为普通端射阵, δ=π/15, π/10, π/8时, 端射阵方向图的主瓣宽度越来越窄，但副瓣电平越来越高。
/ N
(6.16)
当N=10时，正是如图中红线所示的端射阵方向图，这个方向图就是10单元强方向性端射阵的方向图。
6.3.3 强方向性端射阵的方向性系数
由式(6.12) D L / g ( Z 0 ) ，取 g ( Z0 ) gmin 0.871 ，可得强方向性端射阵的方向性系数为
■场行波天线指天线上的电磁场以行波形式传播的天线。如八木天线(P131图6-12), 轴向模圆柱螺旋天线(P136图6-19(b)), 对数周期振子天线(P146图6-30)等。
6.1偶极子加载天线自学。 6.2菱形天线自学。 6.3汉森—乌德亚德条件及强方向性端射阵
汉—乌条件是使行波天线方向性系数达到最大值的条件。满足汉—乌条件的端射阵为强方向性端射阵。
Nd Nd L De 7.213 1.8 (4 ) 1.8D g ( Z 0 ) 0.871
L
2
(6.17)
式中，D=4L/λ为普通端射阵的方向性系数。

《天线技术》教学大纲

《天线技术》课程教学大纲

课程编号：课程名称：天线

课程类型：专业课学分数： 2 学时数：64 其中:实验/上机／实训学时: 无

先修课程：电磁波与电磁场理论后续课程: 现代通信技术

适用专业：信息与通信等理工科专业开课单位：信息工程学院

一、课程性质、目的和任务

本门课程遵循面向21世纪、能力为本、培养应用型人才的原则，力求做到取材精练、

重点突出、概念清楚、基本理论分析简明易懂，注重对实际工程设计和实际应用的介绍，同时还增加了对近年来的新技术和新应用的介绍.各章的最后均留有习题，以方便学生学习、

理解和掌握所学的内容。

二、课程建议学时分配

三、课程教学内容和基本要求

本门课程首先简要介绍了天线在无线通信系统中的重要作用、无线电波传播的基本知识，包括地面波传播，空间波传播，以及视距传播等，以及天线辐射与接收的基本理论和主要特性参数，然后从通信工程应用的角度出发，介绍了各种类型天线的设计及应用的有关知识和技术，这些天线包括：对称天线、折合天线、单极天线、阵列天线、引向天线、电视发射天线、移动通信基站天线、喇叭天线、抛物面天线、卡塞格伦天线、各种类型的宽频带天线、

智能天线、缝隙天线和微带天线等。同时，还介绍了天线测试技术及天线的安装与调试技术. （一）绪论（4学时：其中理论4学时）

1、教学主要内容

1．1 天线在无线通信系统中的作用

1．2 天线的分类

1．3无线电波的传播

1.3。1电波传播的基本知识

1。3。2视距传播

1.3.3空间波传播

1.3。4地面波传播

1。3.5多经传播及衰落问题

2、教学基本要求

理解天线在无线通信系统中的作用；了解天线的分类以及电波传播的基本知识；掌握无线电波的传播方式：视距传播空间波传播地面波传播；了解电波在传播中会遇到的常见问题：多径传播及衰落问题

天线罩理论与设计方法

天线罩是用来保护天线免受外界干扰和提高天线性能的重要装置。天线罩的设计方法和理论研究对于提高天线的工作性能和应用发挥重要作用。

天线罩的设计方法一般可以分为四个步骤：定义问题、进行仿真分析、进行天线罩结构设计、并进行性能测试和验证。

第一步是定义问题，包括天线工作频段、辐射方向图、电磁辐射和散射特性等，并根据这些要求确定天线罩的结构参数和材料。

第二步是进行仿真分析，通过电磁场仿真软件模拟天线罩在不同工作条件下的电磁特性。可以通过改变天线罩的形状、厚度和开孔结构等参数，优化天线罩的性能。常用的仿真方法有有限元分析、时域有限差分法、周期性结构方法等。

第三步是进行天线罩结构设计，根据仿真结果确定最佳的天线罩参数，包括外形、材料、厚度、开孔结构等。天线罩的外形可以采用不同的几何形状，如球形、圆柱形、方形等。天线罩的材料一般选择金属，如铝、铜等，具有高导电性和较大的电磁波吸收能力。天线罩的厚度是一个重要参数，过厚会增加重量和成本，而过薄会影响天线罩的衰减性能。

第四步是进行性能测试和验证，通过实际测试和测量，验证天线罩的设计是否符合要求。可以通过天线测试仪对天线罩的增益、辐射方向图、驻波比、辐射效率

等进行测试，进一步优化和改进设计。

天线罩的设计理论主要包括天线罩的电磁波吸收机理、电磁波传输与散射机理等。天线罩的工作原理是通过吸收和散射来减少天线周围的电磁波干扰。当外界的电磁波入射到天线罩上时，一部分会直接进入天线罩，而另一部分则会被天线罩表面的开孔所散射。通过合理设计天线罩的开孔结构，可以使大部分外界电磁波被散射掉，从而减少其对天线的干扰。

天线原理及设计复习

3
0≤ z≤l
不同电流分布对方向图的影响。
二、天线阵
掌握基本分析方法。条件是阵列中各单元为类型相同、尺寸相同的天线。分析阵因子时可把单元天线看作是理想点源天线。
1、二元阵阵因子(阵轴为 z 轴)
f a (θ , ϕ ) = e − jψ / 2 + me jψ / 2 ,
ψ = β d cos θ − α
η2
4
。 Rr Xr ， X in = 。 sin ( β l ) sin 2 ( β l )
2
3 、辐射阻抗与输入阻抗之间的关系 Rin = 半波阵子： R in =
λ l= Rr 4 ⎯ ⎯⎯ → Rr s in 2 β l
′ = 120[ln( 4 、对称振子的平均特性阻抗 Z 0 变化，缩短效应和谐振长度概念。
阵轴为 x 和 y 轴时的二元阵阵因子如何表示。
ψ βd α 等副激励 (m=1) 二元阵 f a (θ , ϕ ) = 2 cos( ) = 2 cos( cos θ − ) 2 2 2
■等幅同相： (α = 0, m = 1), ■等幅反向： (α = π , m = 1),
f12 = 2 cos(
In I2 ⎧ ⎪ Z r1 = Z11 + I Z12 + I Z1n 1 1 ⎪ In ⎪ I1 Z2n ⎪ Z r 2 = Z11 + Z12 + I2 I2 ⎨ ⎪ ⎪ I1 I2 ⎪ ⎪ Z rn = I Z n1 + I Z n 2 + Z nn n n ⎩

天线理论与技术

天线理论与技术是相关的电子学和无线电技术的一个基础性理论。它是无线电接收和发射的一个重要组成部分，是通信和无线电技术的基础。

天线理论是从电磁场理论出发，研究电磁波在空间中的传播和接收的基础理论。它的研究内容主要有天线增益、阻抗、水平增益等。天线技术主要包括天线设计、天线制造、天线测试和天线安装等。天线设计包括对天线特性的研究，如大小、形状、频率等，以及天线的构造。天线制造指的是根据设计方案，采用不同的材料，制作出具有指定参数特性的天线。天线测试主要是针对天线构造、频率和参数进行测量，以确定其是否符合设计要求。天线安装是指将天线安装到指定的结构物上，以保证天线的正常工作。

天线理论与技术的研究和应用，不仅可以提高无线电技术的质量，而且可以有效提升无线电的发射与接收效率，从而更好地满足各种通信需求。

天线原理与设计—第六章缝隙天线和波导缝隙天线阵

6.1 缝隙天线
缝隙天线的原理
6.1 缝隙天线
缝隙天线
等效磁流
对偶的导体对称振子
6.1 缝隙天线无限大导体平面上的半波长缝隙天线与互补的半波长对称振子的方向图相同，但电场E和磁场H互换。
6.1 缝隙天线
缝隙天线输入阻抗
根据电磁理论，缝隙天线的阻抗与其互补天线的阻抗之间有如下关系： 2 s c
6.1 波导缝隙天线阵
波导缝隙的辐射导纳
可通过理论计算或实验测量得到
6.1 波导缝隙天线阵
谐振式波导缝隙天线阵相邻缝隙间距为二分之波导波长，所有缝隙为同相激励，
阵列具有边射辐射特性
相邻宽边纵缝位于波导中线两侧，相邻窄边横缝斜向相
反，从而保证同相激励
工作频率改变时，各缝隙的激励相位不再同相，天线匹
向辐射缝隙天线的两倍，约为1000Ω
缝隙天线
波导馈电的缝隙天线
6.1 缝隙天线
共形缝隙天线
6.1 波导缝隙天线阵
通常在传输TE10波的矩形波导壁上开缝来构造各种缝隙
天线
缝隙必须截断波导壁上的表面电流为获得强辐射，缝隙应位于电流密度大的位置
（a）横缝（b）宽边纵缝（c）斜缝（d）窄边纵缝
6.1 波导缝隙天线阵
非谐振式波导缝隙天线阵
相邻缝隙间距大于二分之波导波长，小于一个波导波长，

天线技术《天线技术》课程教学大纲(171)2.1 教学大纲

《天线技术》课程教学大纲

一、课程总述

本课程大纲是以2016年电子信息工程专业人才培养方案为依据编制的。

二、教学时数分配

三、单元教学目的、教学重难点和内容设置

第一章绪论

【教学目的】通过本章教学，使学生了解天线的概念，了解天线的发展与应用，特别强调天线技术在军事、工业、通讯、医学和日常生活中的应用。

【重点难点】天线概念与发展

【教学内容】1.1 天线及其特点

1.2 研究对象及应用

1.3 天线的发展简史回顾

第二章长线方程及其求解

【教学目的】通过本章教学，使学生了解传输线方程及其解，掌握不同负载时的传输线的工作状态，熟练掌握传输线阻抗圆图及其应用。

【重点难点】用“路”的方法来分析微波传输线；分布参数的概念；传输线方程解的物理意义。

【教学内容】2.1 分布参数电路模型

2.2 长线方程

2.3 方程的解

第三章传输线基本参数

【教学目的】通过本章教学，使学生掌握传输常数、特性阻抗、反射系数、驻波比的物理意义。

【重点难点】传输常数、特征参数。

【教学内容】3.1 衰减常数、传输常数

3.2 特性阻抗、输入阻抗

3.3 反射系数、驻波比

第四章传输线工作状态

【教学目的】通过本章教学，使学生掌握不同负载时的传输线的工作状态。

【重点难点】沿线电压电流分布

【教学内容】4.1 负载短路

4.2负载开路

4.3负载为纯电阻

第五章阻抗匹配

【教学目的】通过本章教学，使学生了解阻抗圆图，掌握阻抗匹配的几种基本方法。【重点难点】单枝节匹配

【教学内容】5.1 圆图概念

5.2四分之一传输线匹配

5.3单枝节匹配

第六章电磁辐射理论与天线基础

【教学目的】通过本章教学，使学生掌握元振子天线和对称振子天线的辐射原理、辐射场的计算及主要特性参数。

《微波技术与天线课标》教学大纲

微波技术与天线课程教学大纲

一、课程的基本信息

适应对象：通信工程

课程代码：23E01326

学时分配：48=40+8

赋予学分：3

先修课程：高频电路、电磁场理论、通信原理

后续课程：移动通信

二、课程性质与任务

本课程是通信工程专业的专业选修课。课程内容以电磁场理论为基础，理论性与工程应用性较强。其任务是：让学生掌握射频微波电路与天线的基本原理和设计方法，了解其热点应用与发展方向。

三、教学目的与要求

设置本课程的目的在于让学生系统掌握射频微波电路与天线的基本原理与设计方法。初步了解其当前热点应用及发展方向，为从事通信、微电子、电子科学与技术等领域的研究工作打下基础。

通过本课程的学习，要求学生：1.理解和掌握射频微波电路的基础知识；2.掌握射频微波电路与天线的基本原理和设计方法；3.了解和掌握射频微波的主要应用；4.了解学科前沿及最新研究成果与进展。

四、教学内容与安排

（一）课时分配

按照课程内容，分成10个教学单元，各单元的课时安排如下表所示：

（二）教学内容安排

第1单元均匀传输线理论

【教学内容】

1. 传输线方程及其解

2. 传输线工作特性参量

3. 传输线工作状态分析

4. 传输功率、效率和损耗

5. 阻抗匹配

6. 阻抗圆图

7. 同轴线

【教学重点及难点】

教学重点：传输线方程解的含义、传输线上的反射系数与输入阻抗、传输线的3种工作状态分析、阻抗匹配原理与方法、阻抗圆图应用。

教学难点：阻抗匹配，阻抗圆图。

【基本要求】

●掌握传输线方程的通解和特解的数学表达式、物理含义；

●掌握传输线工作特性参量（传播常数、衰减常数、相移常数、特性阻抗、相速度等）

天线工程设计基础课件：天线测量基本知识

以通过理想电偶极子 P 的各种方位来进行，其作用如同一
个场的探针。
天线测量基本知识
Lorentz 互易定理还可以用来推导用终端电压和电流表
示的第二个互易定理。假设源 a和 b 是用理想(无穷大阻抗)
电流源 I a 和 I b 激励的天线。由于不存在磁流源，式( 9－1 )
简化为
天线测量基本知识
对于完全导电的天线，电场在天线上将为零，但在跨越天线
这样，作为角度函数的 Z ab 是天线 a 的接收方向图。由于转
移阻抗是相同的，即 Z ab (θ ， ϕ ) = Z ba ( θ ， ϕ ) = Z m ( θ ，
ϕ )，所以我们可以得出结论，天线的辐射方向图和接收方
向图是相同的。这是互易性的一个重要结果。
天线测量基本知识
图 9.4 天线方向图互易性
天线测量基本知识
天线的辐射方向图和接收方向图的等同性并不是一个非
预期的结果。这可以通过式(9 -16 )来看出，式( 9-16 )对角度
( θ ， ϕ )的入射波的天线接收特性 A e ( θ ， ϕ )和天线发射
时在方向(θ ， ϕ )的增益方向图值 G ( θ ， ϕ )有联系。互易
性在实际上是很重要的，它允许测试天线在方向图测量时既
天线测量基本知识
两天线间媒质中可能存在的其他物体，以及天线的相对
方向。我们可完全用以下电路参数来表示普遍的情况，它适