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☆☆☆☆☆

出版者:Amer Radio Relay League

作者:American Radio Relay League

出品人:

页数:976

译者:

出版时间:2007-05-01

价格:USD 44.95

装帧:Paperback

isbn号码:9780872599871

丛书系列:

图书标签:

• 业余无线电
• 天线
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• ARRL
• 无线电通信
• 电子工程
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• 技术手册
• 信号
• 射频
• 天线设计

深入理解无线电通信：天线设计与性能优化实践指南 本书聚焦于无线电通信的核心——天线系统，旨在为射频工程师、业余无线电爱好者以及致力于电磁波传播和辐射领域的研究人员提供一本全面、深入且高度实用的技术手册。本书脱离了单纯的理论推导，而是将重点放在如何将电磁场理论转化为可实际构建、测试和优化的天线系统上。 本书的结构旨在引导读者从基础的电磁场原理出发，逐步深入到现代天线系统的具体设计与应用。我们相信，对天线工作机制的深刻理解，是实现高效、可靠无线通信链路的关键。 --- 第一部分：天线基础理论与电磁场基础回顾 本部分旨在为后续复杂的设计打下坚实的基础。我们不会花费大量篇幅重复大学物理课程中的基础内容，而是聚焦于与天线设计直接相关的关键概念。 1.1 麦克斯韦方程组的射频视角： 本章将简要回顾麦克斯韦方程组在自由空间和介质中如何简化，并直接引出波导方程和亥姆霍兹方程。重点讨论场矢量（$mathbf{E}$ 和 $mathbf{H}$）之间的相位关系，以及它们如何定义了辐射场的性质。 1.2 传输线理论与阻抗匹配： 天线系统本质上是传输线与空间的阻抗匹配界面。本章深入探讨史密斯圆图的应用，不仅限于基本阻抗转换，更侧重于理解： 反射系数 ($Gamma$) 与驻波比 (VSWR) 的物理意义及其对系统损耗的影响。 史密斯圆图在复阻抗匹配网络设计中的精确使用，包括L型、Pi型网络的元件值计算与优化。 损耗对匹配网络性能的实际影响，以及如何通过元件选择最小化导体损耗。 1.3 天线的基本特性参数： 清晰界定并量化天线性能是本系统的核心。我们将详细阐述： 辐射方向图 (Radiation Pattern)： 区分主瓣、旁瓣和后瓣，理解其对干扰和系统性能的决定性作用。引入了对远场和近场区域划分的实际意义。 增益 (Gain) 与有效辐射功率 (EIRP)： 区分增益（相对于理想点源）和效率（包含损耗）。讨论了在不同应用场景下（如点对点、广播）如何选择和报告增益值。 输入阻抗 (Input Impedance) 与带宽 (Bandwidth)： 深入探讨带宽的定义（通常基于电压驻波比或增益下降阈值），以及如何通过改变天线尺寸或引入匹配结构来拓宽有效工作带宽。 --- 第二部分：线型天线设计与分析 线型天线因其结构相对简单、易于建模和实现，是理解辐射原理的基石。 2.1 半波偶极子 (Dipole) 详解： 电流分布与辐射场： 详细分析不同馈电点对电流分布和输入阻抗的影响。 实际修正： 讨论导线直径（或管壁厚度）对输入阻抗和带宽的实际修正效应。 地面效应： 在实际安装中，地面对垂直半波偶极子的辐射特性和增益的非理想影响分析。 2.2 垂直地线系统 (Monopole & Ground Plane)： 重点讨论在地面或有限尺寸反射面上部署单极天线的设计技巧。 最佳地网设计： 探讨径向地线（Radials）的数量、长度（全长与分数波长）对输入阻抗和效率的决定性影响。 多频段地网的权衡： 如何设计一套能有效服务于多个频段（如40米和20米波段）的通用地网系统。 2.3 偶极子阵列： 从两个偶极子开始，系统性地介绍如何通过相位和间距控制实现定向辐射。 八木-宇田 (Yagi-Uda) 天线： 深入解析反射器、驱动元和多个导流器的作用机制。关键在于如何通过精确调整元素间距和长度来优化前向增益和前/后比 (F/B Ratio)。本书提供了针对特定频段的结构参数计算实例。 共相阵列 (Broadside & Endfire Arrays)： 讨论如何通过控制单元之间的电流相位差来实现波束的精确指向，并分析阵列因子 (Array Factor) 的数学表示。 --- 第三部分：孔径天线与宽带解决方案 本部分转向尺寸较大、通常用于更高频率或需要更宽带宽的应用。 3.1 环形天线 (Loop Antennas)： 小环与大环的特性对比： 详细对比小环（磁天线）的窄带特性与大环（周长接近一个波长）的辐射特性。 磁环的调谐与Q值控制： 讨论如何通过可变电容或电感精确调谐磁环的谐振频率，并管理其高Q值带来的窄带宽问题。 3.2 喇叭天线 (Horn Antennas)： 作为标准增益和测量基准天线，本书侧重于其实用设计。 截断式与加长式喇叭： 分析不同几何形状对波束宽度和旁瓣水平的影响。 阻抗匹配的实现： 探讨如何使用渐变阻抗结构（如指数渐变）来确保从波导到自由空间的平滑过渡。 3.3 螺旋天线 (Helical Antennas)： 专注于轴向模（End-fire）螺旋天线的应用，特别是在卫星通信和高仰角跟踪中的优势。 轴向模设计准则： 详细介绍影响带宽、增益和波束宽度的关键参数：螺距、导线直径与工作波长之比。 --- 第四部分：天线系统集成与实际部署考量 天线设计不仅是几何学，更是系统工程。本部分关注将天线理论应用于真实世界的挑战。 4.1 馈线与损耗管理： 同轴电缆、波导与梯形线： 对比不同馈线在不同频率下的损耗特性。 实际损耗计算： 讲解如何根据电缆长度、绝缘体损耗和导体趋肤深度，精确计算实际系统损耗，而不是依赖于数据手册的标称值。 平衡/不平衡转换 (Baluns)： 深入探讨不同类型的巴伦（如扼流式、变压器式）在抑制共模电流和实现真正平衡馈电中的重要性与限制。 4.2 天线性能的测量与验证： 近场与远场测试： 解释在受限空间内进行天线测试的实际挑战，以及如何使用近场扫描技术来推算远场参数。 驻波测试的误区： 分析VSWR计读数受馈线长度、仪表精度和环境耦合影响的实际情况。 辐射方向图的现场测量技巧： 讨论如何利用已知参考源（如标准增益天线）来校准和确定目标天线的真实增益和方向性。 4.3 电磁兼容性 (EMC) 与安全考量： 近场暴露限制： 讨论国际标准对射频能量暴露的规定，以及如何通过增加天线间距或降低功率来满足安全要求。 共存性设计： 针对多天线共存的环境，介绍隔离技术和频率规划的初步方法，以减少互耦和干扰。 --- 本书的特色在于其对“实际工程”的强调。 每一章节都包含大量的图表、计算示例和设计表格，这些资料旨在帮助读者快速地将理论模型应用于实际项目。无论是设计一个高效率的业余无线电天线，还是优化一个商业通信系统的辐射单元，本书都提供了所需的技术深度和工程实用性。 目标读者群体： 从事无线电通信设备、雷达或射频识别 (RFID) 领域的设计工程师。 希望系统学习并实践天线设计的高级业余无线电操作者。 需要深入理解天线辐射物理和测量标准的科研人员。

评分☆☆☆☆☆

可以作为Ham入门的学习书籍，也可作为手册参考。 内容涵盖方方面面，适合有一定基础和对业余无线电有强烈爱好的床头书读！反正我是爱不释手的，虽然不是专业人员！ 从某些角度来说，无线电、电磁波是现代科技的基础，而天线经过这么多年的研究，水平在本书里已经是很具代表性...  

评分☆☆☆☆☆

在淘宝买到了《天线手册》，整整836页的16开本，和砖头相比有过之而无不及。要花时间来啃一啃了。 等读完这部书，消化好，估计可以成为专家咯。

评分☆☆☆☆☆

可以作为Ham入门的学习书籍，也可作为手册参考。 内容涵盖方方面面，适合有一定基础和对业余无线电有强烈爱好的床头书读！反正我是爱不释手的，虽然不是专业人员！ 从某些角度来说，无线电、电磁波是现代科技的基础，而天线经过这么多年的研究，水平在本书里已经是很具代表性...  

评分☆☆☆☆☆

可以作为Ham入门的学习书籍，也可作为手册参考。 内容涵盖方方面面，适合有一定基础和对业余无线电有强烈爱好的床头书读！反正我是爱不释手的，虽然不是专业人员！ 从某些角度来说，无线电、电磁波是现代科技的基础，而天线经过这么多年的研究，水平在本书里已经是很具代表性...  

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比较全面和细致 介绍了天线及其相关的理论与实际 相比较网络上细碎片面的内容来说 要好很多 但是粗读一遍之后 也有一些遗憾 1、有很多ham合作翻译的，所以有些专业术语前后不统一，或是和国内的习惯用语不一致 2、逐字逐句翻译过于严重，缺乏自己的消化吸收，不然我们可以看得...  

评分☆☆☆☆☆

我特别喜欢《ARRL天线手册》中对于天线材料选择和环境影响的详细阐述。作为一个在城市环境中进行业余无线电活动的用户，我常常面临空间有限、周边干扰严重的挑战。这本书花了不少篇幅来讨论如何在这种不利条件下优化天线性能。它不仅列举了各种常用材料的导电性、耐候性等参数，还分析了不同材料在实际使用中的优缺点。更让我受益匪浅的是，书中深入探讨了金属物体、建筑物、树木等环境因素对天线辐射效率和方向性的影响，并提供了相应的补偿和规避方法。例如，它关于如何利用现有建筑结构来搭建隐蔽天线的建议，就解决了我的一个大难题。另外，书中关于天线防雷和安全规程的章节，也让我更加重视户外架设天线时的安全问题，这一点对于业余无线电爱好者来说至关重要。它让我意识到，天线的性能不仅仅取决于其设计本身，更与我们如何选择材料、如何架设以及所处的环境息息相关。

评分☆☆☆☆☆

这本书的到来，对于我这样一个在业余无线电领域摸爬滚打多年的老兵来说，就像是在干涸的土地上迎来了一场甘霖。我依然记得第一次接触业余无线电时的懵懂，面对各种各样的天线，从简单的偶极子到复杂的多波段天线，那种无从下手的感觉至今难忘。而《ARRL天线手册》就像一位经验丰富的老向导，它并非简单地罗列公式和图表，而是深入浅出地剖析了每种天线的原理、设计考量以及实际应用中的优缺点。我尤其欣赏它在解释天线匹配原理时所下的功夫，那些曾经让我头疼的SWR（驻波比）和阻抗匹配问题，在书中得到了清晰的解答。它不仅仅是告诉你“怎么做”，更是让你理解“为什么这么做”。书中的案例分析也十分丰富，从低频到高频，涵盖了各种常见的业余无线电频段，让我能结合实际情况找到最适合自己的天线解决方案。而且，它还提供了不少DIY天线的实用建议，让我能够亲手制作，并在实践中不断学习和改进。这本书的价值，绝不仅仅体现在提供信息，更在于它激发了我对天线科学的深入探索和动手实践的热情。

评分☆☆☆☆☆

《ARRL天线手册》的深度和广度，让它成为我案头必备的参考书。我常常在遇到瓶颈或者想要尝试更复杂的项目时翻阅它。书中对于一些先进天线设计理念的探讨，比如自适应天线、MIMO天线等，虽然超出了我目前的实际操作能力，但却极大地拓展了我的视野，让我看到了业余无线电天线技术未来的发展方向。它所呈现的不仅仅是现有技术，更是对未来可能性的展望。书中的一些高级理论分析，例如关于电磁场分布和辐射效率的数学模型，虽然有一定的门槛，但却为我提供了更深层次的理解。它让我明白，好的天线设计，是科学原理与工程实践的完美结合。而且，书中引用的参考文献和建议的进一步阅读资料，也为我提供了继续深入学习的途径。这本书不仅仅满足了我当前的需求，更是激发了我对更高级天线研究的兴趣。

评分☆☆☆☆☆

作为一名刚刚踏入业余无线电大门的新手，《ARRL天线手册》的出现，无疑为我铺平了一条更加顺畅的学习道路。在此之前，我对天线一无所知，光是听到“偶极子”、“八木”、“狄波尔”这些名词就感到十分头疼。这本书的结构安排非常合理，循序渐进，从最基础的天线理论讲起，逐步深入到各种不同类型天线的介绍。让我印象深刻的是，它用了大量的图示和实际操作的指导，让那些抽象的电磁波原理变得生动形象。比如，它在讲解不同天线方向性和增益时，配以清晰的图表，让我能直观地理解不同天线在不同方向上的信号接收和发射能力。此外，书中关于天线架设和接地技巧的部分，也为我这个新手提供了宝贵的经验，避免了我可能犯的一些低级错误。最重要的是，这本书并没有一味地追求专业术语，而是用一种非常易懂的语言来解释复杂的概念，让我这个菜鸟也能看得懂，学得会。它不仅仅是一本书，更像是一位耐心细致的导师，引领我走进了精彩的业余无线电世界。

评分☆☆☆☆☆

这本书的价值远不止于理论知识的堆砌，它所提供的实际应用指南更是让我赞叹不已。我尤其欣赏它在介绍各种天线类型时，不仅仅停留在原理层面，还提供了非常详尽的实践指导。从如何精确测量天线长度，到如何进行阻抗匹配，再到如何测试天线的性能，书中都有详细的步骤和注意事项。我尝试着按照书中的方法制作了几款不同的天线，并且在实际通联中进行了测试，效果令人惊喜。书中对于不同频段下各种天线的优劣势分析，也帮助我更有效地选择了适合我当前活动需求的设备。比如，在尝试进行远距离通信时，它关于高增益天线的选择和架设建议，就给了我很大的启发。另外，书中关于天线故障排除的章节，也为我解决了不少实际问题。它就像一本“天线实用手册”，让我不仅学会了“为什么”，更学会了“怎么做”，并且能够做到“做好”。

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