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出版者:Amer Radio Relay League

作者:Straw, R. Dean (EDT)/ Arrl

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页数:0

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价格:0.00 元

装帧:Pap

isbn号码:9780872599048

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探索无线电世界的基石：理解与实践天线工程的权威指南 本书聚焦于现代无线电通信领域中至关重要的天线设计、性能评估与实际应用。它并非一本关于特定出版物《ARRL Antenna Book》的概述，而是深入剖析天线物理学、工程原理及其在业余无线电、专业通信乃至新兴射频技术中的核心地位。本书旨在为工程师、技术人员、高级爱好者以及所有对电磁波如何被有效辐射和接收感兴趣的读者，提供一个全面、深入且高度实用的知识体系。 --- 第一部分：天线理论与基础电磁学原理 理解天线，首先必须掌握其背后的电磁波传播规律和电路理论的延伸。本卷内容奠定坚实的理论基础，确保读者不仅知道“如何做”，更理解“为何如此”。 1.1 电磁波的生成与传播： 详细阐述麦克斯韦方程组在开放空间中的应用，重点解析电流源（如振子）如何产生随时间变化的电场和磁场，并以电磁波的形式向外辐射。内容覆盖平面波、球面波的近似处理、波阻抗的概念，以及自由空间路径损耗（FSPL）的计算模型。 1.2 振子理论：基础单元分析： 这是天线设计的核心。深入探讨最基本的辐射单元——线电流振子（Infinitesimal Dipole）和半波长偶极子（Half-Wave Dipole）的辐射特性。详细推导其辐射场强度、输入阻抗（包括欧姆损耗和反应性元件），并解释赫兹公式及其在工程中的局限性。分析有限长度直导线的电流分布及其对辐射模式的影响。 1.3 天线参数的量化描述： 准确描述天线的性能是工程实践的关键。本部分系统介绍以下核心参数： 辐射方向图（Radiation Pattern）： 深入解析主瓣、旁瓣和零点的物理意义，如何通过数学函数（如主极化分量）来描绘三维辐射特性。 增益（Gain）与效率（Efficiency）： 区分辐射增益、绝对增益和有效辐射功率（EIRP）。详细阐述由于导体损耗、介质损耗和阻抗失配导致的效率损失模型。 输入阻抗与带宽： 解析天线作为一个复杂负载的特性，探讨如何通过Lumped Element或分布式电路技术进行阻抗匹配。定义带宽（VSWR或回波损耗标准下的有效工作范围）。 极化（Polarization）： 讲解线性、圆极化和椭圆极化的形成机理，以及在不同极化波束交叉时引入的极化失配损耗。 --- 第二部分：经典天线结构的设计与实现 本部分将理论转化为实践，详细介绍工程中最常用、最成熟的几类天线结构，提供设计公式、优化技巧和实际安装注意事项。 2.1 偶极子与地网类天线： 全尺寸偶极子（Full-Size Dipole）： 经典半波偶极子的优化，包括缩短技术（加载电感或电容）对带宽和效率的影响。 垂直地网天线（Vertical Antennas with Radials）： 讲解地网（Radials）作为“虚拟地平面”的原理。分析不同数量、长度和布置方式的地网对天线辐射角度和输入阻抗的影响，特别关注地表波传播条件下的性能优化。 环形天线（Loop Antennas）： 对比小尺寸环形天线（磁环）和工作在谐振状态的大尺寸环形天线。探讨磁环在接收端抗噪声的优势及高Q值的特性。 2.2 定向天线系统：提高远距离通信的利器 八木-宇田天线（Yagi-Uda Arrays）： 详细解析反射器、振子和引向器之间的耦合作用如何实现高增益和窄波束。提供设计软件（如E-Methods）的输入参数解释，以及如何通过调整元素间距和长度来控制前向增益和前向/后向比（F/B Ratio）。 对数周期天线（Log-Periodic Dipole Arrays, LPDA）： 讲解其宽带特性是如何通过几何级数增长的单元实现的。分析其在需要多频段覆盖的应用中的优势。 反射器天线系统（Reflector Antennas）： 介绍抛物面、双曲线面反射器的原理。深入分析馈源（如偶极子、喇叭口）与反射面之间的焦距、照明系数和馈电效率，以及罩面效应（Blockage Effect）。 2.3 槽形与缝隙天线（Aperture Antennas）： 喇叭天线（Horn Antennas）： 重点分析矩形和圆形的喇叭口设计，包括等角喇叭（Conical）和棱锥喇叭（Pyramidal）。计算其增益、波束宽度和起偏角（Spillover Loss）。它们作为馈源和标准增益天线的应用。 --- 第三部分：天线馈电、匹配与测量技术 再理想的天线，也需要精确的电路连接和阻抗匹配才能发挥最大效能。本部分侧重于系统集成和性能验证。 3.1 传输线理论与系统损耗： 同轴电缆与波导： 详细对比不同类型传输线的特性阻抗、传播速度和损耗特性。分析频率对损耗的影响，并介绍如何根据工作频率选择最佳线缆（如低损耗泡沬介质同轴线或空气介质线）。 阻抗匹配网络（Impedance Matching Networks）： 深入分析史密斯圆图（Smith Chart）在天线匹配中的应用。讲解L型、T型和$pi$型匹配电路的设计，以及如何利用集总元件或分布式元件（如$lambda/4$匹配器）实现共轭匹配。 3.2 天线测试与评估： 近场与远场测量： 解释测量天线增益、方向图的两种基本方法。远场测量对距离的要求（Fraunhofer Distance）及其计算。 驻波比（VSWR）与回波损耗（Return Loss）： 理解这两个指标的物理意义，以及它们如何反映匹配程度。介绍使用矢量网络分析仪（VNA）进行S参数测试和阻抗扫描的步骤和数据解读。 有效辐射功率（ERP）与 EIRP 的现场校准： 介绍如何通过已知增益天线和功率计，在实际环境中评估系统发射能力的标准方法。 --- 第四部分：特殊环境下的天线应用与前沿技术 本部分拓展内容至非传统或对性能有极高要求的应用场景，探讨现代通信系统对天线提出的新挑战。 4.1 宽带与多频段天线设计： 宽带化技术： 探讨使用分形结构（Fractals）、螺旋天线（Helical Antennas）以及非对称双极子（Asymmetric Dipoles）来扩展单一天线的有效工作频段。 多频带实现： 解析如何通过谐振单元的尺寸缩放、陷波器（Traps）或多频带加载技术，使单一物理结构支持多个不连续的通信频段。 4.2 阵列处理与波束形成（Array Processing）： 相控阵基础： 介绍天线阵列如何通过精确控制单元的相位和幅度，实现波束的偏转和控制。讨论泰勒加权（Taylor Weighting）和切比雪夫加权（Chebyshev Weighting）在旁瓣抑制中的应用。 MIMO（多输入多输出）天线的空间复用与分集： 针对现代无线通信系统，讲解如何设计具有良好空间正交性的天线单元，以实现信道容量的提升。 4.3 天线环境影响与抗干扰设计： 近场效应分析： 详细分析天线安装环境（如靠近建筑物、金属结构或人体）对辐射模式和输入阻抗的耦合影响，并提供校正方案。 抗雷击与静电保护： 针对室外安装，提供导体接地、直流接地、浪涌保护器的选型和正确安装指南，确保设备和人员安全。 总结： 本书提供了一个从电磁场论到复杂阵列实现的完整技术路线图，是致力于掌握现代天线工程的专业人士不可或缺的参考资料。它强调工程实践与理论深度的平衡，帮助读者设计出高效率、高性能的辐射系统。

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这本书的精美装帧和纸张质量就足以让人爱不释手。书页的厚度适中，触感温润，印刷清晰，图表和插图都细致入微，这对于一本技术类书籍来说至关重要。翻阅时，那种油墨的清香混合着纸张特有的味道，仿佛能唤醒内心深处对知识的渴望。从目录的编排来看，内容应该涵盖了从基础理论到实际应用的方方面面，每一章节的标题都充满了吸引力，让人迫不及待地想深入其中一探究竟。我尤其关注那些关于天线设计与优化部分的介绍，不知道书中是否有针对不同频段和应用场景的详细分析，以及在实际操作中可能遇到的各种难题和解决方案。这本书的尺寸也恰到好处，无论是放在书桌上查阅，还是随身携带外出进行实践，都显得十分便利。我对作者的专业知识和严谨态度充满期待，相信这本书定能成为我业余无线电爱好道路上的一位良师益友，带领我探索无线电世界的无限可能，让每一次的呼叫都充满自信和惊喜。

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拿到这本《Arrl Antenna Book》的那一刻，我就感受到了它传递出的专业与权威。我最期待的是书中能够详细阐述天线理论的底层逻辑，从电磁场理论出发，解释天线是如何工作、如何辐射和接收电磁波的。对于一些复杂的概念，如阻抗匹配、驻波比（SWR）、辐射效率等，我希望书中能够提供清晰的图解和生动的比喻，让我能够真正理解其背后的物理意义。我尤其关注书中对于各种天线结构（如dipole, loop, yagi, dish）的设计原理、制作方法和性能评估。对于实际应用，书中是否会涉及不同频段（HF, VHF, UHF）下天线选择的考量？是否会提供一些针对特定环境（如山区、城市、海洋）下的天线优化方案？此外，我还需要了解如何利用基础的测量工具来评估天线的性能，并解决实际使用中可能遇到的问题。这本书的深度和广度，无疑将为我的无线电爱好者之路提供坚实的理论基础和实用的操作指导。

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这本书给我最直观的感受是它的专业性和严谨性，从装帧的细节到纸张的触感，都透露着一种对品质的追求。我非常好奇书中对于天线阻抗匹配的讲解会有多深入，这是我一直以来感到困惑的地方。我希望书中能够提供多种实现阻抗匹配的方法，并附带详细的计算公式和实际操作步骤，让我能够自己动手解决这个问题。同时，我希望能看到关于天线方向图的详细解读，理解不同天线类型的辐射模式对通信质量的影响，以及如何根据实际通信需求来选择或设计天线。书中是否会涉及一些高级的天线技术，比如有源天线、宽带天线或者用于特定应用的定向天线？对于实际制作，我期待书中能够提供各种天线元件的规格参数、制作图纸以及组装时的注意事项，甚至包括一些常见的错误和如何避免。这本书的厚度暗示着内容的丰富性，我相信它能满足我不断探索和提升天线技术的愿望。

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我被这本书的设计所吸引，封面上简洁而富有力量的线条，暗示着书中蕴含的深厚技术底蕴。我期待书中能够有对各种常见天线类型（如八木天线、抛物面天线、螺旋天线等）的详细介绍，包括它们的原理、优缺点以及适用的场景。特别希望书中能够提供一些关于天线增益、方向性、带宽等关键参数的计算方法和实际测量技巧。对于我这样的爱好者来说，能够亲手设计并搭建出性能优良的天线，是最大的乐趣所在。因此，书中关于天线材料选择、结构制作以及安装调试的指导，显得尤为重要。我希望书中能够包含一些详尽的图纸和步骤分解，能够让我们在实践中有所依循，避免走弯路。同时，对于那些希望在有限空间内实现最佳通信效果的读者，书中是否有关于紧凑型天线设计或多波段天线技术的探讨？这本书的厚度表明它不会流于表面，定能引领我深入理解天线工程的奥秘。

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拿到这本书的那一刻，我就被它沉甸甸的分量和厚实质感所打动，这绝对是一本内容翔实、值得反复研读的宝藏。书中关于天线理论的阐述，是否能够深入浅出地解释那些复杂的物理原理？我特别期待书中能够提供一些实际案例，比如如何根据场地限制设计出高效的垂直天线，或者在城市环境中搭建易于隐藏的偶极天线。对于初学者来说，理解天线匹配网络的设计可能是一个挑战，希望这本书能提供清晰的图示和一步步的操作指南，让我们能够更直观地掌握核心要点。此外，书中关于天线性能测试和故障排除的章节也备受关注，这对于我们实际操作中遇到的瓶颈至关重要。我想知道，书中是否有介绍各种测量仪器（如SWR表、天线分析仪）的使用方法，以及如何通过数据分析来判断天线的优劣和定位问题。如此厚重的一本书，内容一定十分丰富，足以满足不同层次的读者需求，让我能够从零开始，逐步精通天线技术。

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