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中国电子学会高级会员、中国通信学会高级会员、中国电子学会遥感遥测遥控分会委员中国电子学会电磁兼容分会委员、中国通信学会电磁兼容委员会会委员中国电子学会微波分会电磁兼容专业委员会副主任委员阵列天线与应用技术研究负责人、天线测试和校准技术--天线时域近场诊断与测试技术负责人、天线应用研究负责人、天线时域近场测试技术主要参加人、总体及实现技术主要参加人、系统生存能力研究主要参加人、系统电磁兼容性研究主要参加人天线时域近场测试超宽带探头误差机理研究负责人、时变媒质的电磁场理论与分析技术主要参加人、电磁兼容的电磁场理论与关键技术主要参加人、基于GPU运算和COW并行的电磁场数值算法研究负责人、电大尺寸、多尺度电磁仿真算法主要参加人RCS的低频精确预估方法研究主要参加人

目    录第1章  绪论	11.1  端射天线的基本概念	21.1.1  端射天线的概念	21.1.2  端射天线研究的基本问题	51.2  端射天线的历史与发展	51.2.1  端射天线的研究历史	61.2.2  端射天线的应用情况	81.2.3  端射天线研究与应用的展望	91.3  本书主要内容与章节安排	10本章小结	11参考文献	11第2章  端射天线的基本原理与特性	132.1  辐射源实现端射的基本原理	142.1.1  基本线源的辐射	142.1.2  端射的汉森-伍德沃德条件	172.2  慢波天线的端射	202.2.1  慢波天线的相关概念	202.2.2  表面波天线	202.3  具有慢波特性的端射阵列	212.3.1  均匀端射线阵	212.3.2  非均匀端射线阵	252.3.3  端射线阵的综合	272.4  具有慢波特性的端射单元结构	362.4.1  介质杆天线	362.4.2  波纹杆天线	362.4.3  缝隙波导天线	372.4.4  轴向模螺旋天线	382.4.5  八木-宇田天线	382.4.6  对数周期振子天线	402.5  端射天线应用中的若干问题	412.5.1  端射天线的平板装配问题	412.5.2  端射天线的共形问题	42本章小结	43参考文献	43第3章  八木类型端射天线单元研究	453.1  八木类型端射天线单元研究的基本问题	463.2  八木类型端射天线单元的辐射模型	463.2.1  感生电动势法建立的八木天线方向图的数学模型	463.2.2  Hallen方程法建立的八木天线方向图的数学模型	523.3  八木类型端射天线单元的几何结构对其辐射特性的影响	543.3.1  振子数目对天线辐射特性的影响	553.3.2  振子间距对天线辐射特性的影响	573.3.3  引向振子长度对天线辐射特性的影响	593.3.4  振子半径对天线辐射特性的影响	603.4  八木类型端射天线单元的频带特征	613.4.1  振子数目对天线频带特性的影响	623.4.2  振子间距对天线频带特性的影响	633.4.3  引向振子长度对天线频带特性的影响	643.4.4  振子半径对天线频带特性的影响	653.5  八木类型端射天线单元的表面波特征	663.5.1  八木结构的慢波性质	673.5.2  八木结构慢波相速度的解析模型	673.5.3  八木结构慢波特性与天线方向性关系	693.5.4  八木天线中的慢波结构	713.5.5  八木天线的表面波结构	73本章小结	75参考文献	76第4章  平板类型端射天线单元研究	774.1  平板端射天线单元的辐射特性	784.1.1  平板端射天线的结构	784.1.2  平板端射天线的矩量法辐射模型	784.2  平板端射天线单元的几何结构对其辐射特性的影响	824.2.1  振子数目对天线辐射特性的影响	824.2.2  振子间距对天线辐射特性的影响	844.2.3  引向振子长度对天线辐射特性的影响	864.2.4  振子半径对天线辐射特性的影响	884.2.5  平板尺寸对天线辐射特性的影响	904.3  平板端射天线单元的频带特性	924.3.1  振子数目对天线频带特性的影响	924.3.2  振子间距对天线频带特性的影响	944.3.3  引向振子间距对天线频带特性的影响	954.3.4  振子半径对天线频带特性的影响	964.3.5  平板端射天线增益与频带的关系	974.4  平板端射天线单元的表面波特征	994.4.1  平板端射天线单元的慢波相速度特征	994.4.2  平板端射天线单元的表面波结构	1014.5  高方向性平板端射天线单元的研究	1024.5.1  平板端射天线单元实现高方向性的基本问题与设计原则	1034.5.2  20元振子平板端射天线单元	1134.5.3  37元振子平板端射天线单元	1194.5.4  86元振子平板端射天线单元	1224.5.5  120元振子平板端射天线单元	1264.5.6  端射单元天线研究总结	129本章小结	130参考文献	130第5章  常规平板端射阵列天线研究	1315.1  平板端射天线单元的常规边射组阵	1325.1.1  平板端射天线边射组阵的形式与问题	1325.1.2  高方向性平板端射天线的边射组阵	1335.1.3  中低方向性平板端射天线的边射组阵	1355.2  平板端射天线单元的常规端射组阵	1375.2.1  平板端射天线单元端射组阵的基本形式与性能分析	1375.2.2  不同振子数平板端射天线单元的端射组阵问题	1405.2.3  平板端射天线单元在端射阵中的工作状态	1415.3  平板端射天线单元的平面组阵	1445.3.1  平板端射天线单元平面组阵的一般形式及实例	1455.3.2  平面组阵的新设想	1465.4  平板端射阵列天线幅相加权的探索	1495.4.1  平板端射阵列天线的幅度加权与副瓣控制的实例	1495.4.2  平板端射阵列天线的相位加权与电扫描的实例	1515.4.3  平板端射阵列与传统侧射阵列幅相加权的比较	1525.5  组阵条件下平板端射天线的单元间耦合	1525.5.1  组阵条件下天线单元间耦合效应的解释与分析方式	1525.5.2  端射组阵条件下的平板端射天线耦合分析	1555.5.3  边射组阵条件下的平板端射天线耦合分析	164本章小结	173参考文献	174第6章  数字平板端射阵列天线研究	1756.1  数字端射阵列基本原理	1766.1.1  阵列信号处理原理	1766.1.2  正交信号模型	1826.1.3  波束综合原理	1836.1.4  阵列相移分析	1846.1.5  正交激励数字波束形成	1906.2  常规数字平板端射天线单元组阵	1916.2.1  常规数字平板端射阵列方向图	1916.2.2  常规数字平板端射阵列综合	1926.3  多发多收数字平板端射天线单元组阵	1996.3.1  多发多收数字平板端射阵列方向图	1996.3.2  多发多收数字平板端射阵列综合	2006.3.3  4发8收数字平板端射天线单元组阵实例	204本章小结	208参考文献	209

前    言本书是对作者从“十五”计划以来开展端射天线及阵列研究的系统总结，主要面向从事雷达、通信、遥感遥测、电子对抗等领域中天线理论与技术研发的学者和工程技术人员，也可供更广泛的电子信息领域的科技人员参考。根据作者多年来开展相关研究的认识与体会，端射天线及阵列是一类非常独特的天线类别，从功能上有可能满足一些其他类别天线无法满足的需求，特别适合在高速移动载体上和对低剖面、低轮廓要求迫切的应用场合，因而有非常大的应用前景。端射天线的研究和应用虽然起源较早，但由于其固有特性的限制，在满足一般天线应用场合需要方面存在不足，其基本理论和基本技术层面的发展还远不如人意，也远未成熟；在应用层面上，相比于口径天线等类型的侧射天线，更是远没有达到广泛、普及的程度。尤其在端射天线阵列方面，它的组阵机理、单元互耦、阵中单元特性变异、电扫描原理及性能变化等基础问题都存在区别于侧射阵列的特殊性，根据我们目前掌握的资料，学术界几乎都还没有开展过系统深入的研究，或者是正在开展研究而没有全面公开。它的单元选择、组阵形式、馈电和波束控制等工程问题就没有成熟的、可供直接应用的技术体系。这也是作者所在单位和课题组从“十五”计划开始开展这方面深入研究的出发点。本书作者在开展这项研究的过程中，经历了多个阶段，先是开展了端射天线单元系统研究，研究目标是揭示端射辐射的机理以及天线各种结构参数对端射特性的影响，找到可供设计应用遵循的规律；接着开展了以端射天线单元为基础的端射组阵的研究，从端射组阵机理、端射阵列互耦、高增益的可行性和技术措施，到深入研究端射一维扫描的机理与实现方式，再到进行端射二维扫描和阵列曲面共形的探索，开展了跟端射组阵相关的一系列工程问题的攻关。现在回首来看，应该说，整个研究历程并非一帆风顺，坎坷曲折，走了许多弯路，也碰了许多“壁”，是从不断犯“想当然”的错误，不断重新学习、总结经验中走过来的，直到今天研究仍然没有完结，该做的、想做的研究还有很多。现在通过本书汇集的只能说是阶段性成果，后续的工作仍然艰辛。本书是将多年研究中各种技术报告、公开发表的文章、专利申报资料和研究生学位论文等材料进行归纳提炼而成的。本书在考虑系统性的同时，注意仅发布研究相对成熟、已经部分验证的结果的原则，对研究过程中的众多中间结果和具有探索性的、不能得出明确结论的结果，本着严谨求实的态度，没有涉及；书中涉及的研究模型、结果数据、图表曲线等都是作者研究所得的真实汇集，完全没有经过加工和编制。但是也应该看到，即便如此，书中的内容多数也还处在研究过程中，而不是已经放之四海而皆准的、得到公认和接受的、完全验证和正确的结论，仍然还是“一家之言”，目的是与同行进行沟通交流，给相关研究以经验和启发，推动整个领域不断向前发展，促进端射天线早日在工程中发挥独特作用，这是作者撰写本书的立意所在。全书共分为6章。第1章概述了端射天线的概念、基本实现形式和历史与发展；第2章介绍了有关端射辐射的基础理论，包括端射阵列天线及其分析与综合的基本方法和基本理论；第3、4章系统归纳了作者所在单位开展的端射天线单元的理论和工程研究，以典型八木结构和平板端射天线为基本研究对象，提出了可指导端射天线单元设计的原则和实施措施；第5章系统归纳了作者所在单位开展的端射天线阵列的研究工作，主要以平板端射天线为基本组阵单元，研究的重心是常规组阵形式对天线阵列馈电特性、辐射特性的影响，以及端射天线阵列的互耦问题；第6章系统介绍了作者所在单位开展的数字端射天线阵列的研究工作，主要以平板端射天线为基本组阵单元，研究的重心是正交激励信号对天线阵列辐射特性的影响，以及正交激励端射阵列数字波束合成可行性问题。本书第1章1.1节、1.2节，第2章和第5章由薛正辉编写；第3章和第4章由曹佳编写；第1章1.3节、第6章由刘姜玲编写。刘姜玲对全书进行了统稿和修改。特别感谢王小谟院士等专家在本书编写过程中给予的指导和帮助，同时也感谢中国电子科学研究院唐晓斌研究员和北京理工大学信息与电子学院李伟明副教授、任武副研究员、尚飞、姚国伟、常仁、汪月清、刘忠凯、程文昕、张乔杉、刘德文等同志的关心和支持。电子工业出版社刘宪兰首席策划编辑为本书的出版付出了辛勤的劳动，在此一并表示衷心的感谢。鉴于作者的学术水平有限，书中难免存在缺点和不当之处，敬请广大读者批评指正。编著者2014年12月于北京

中国电子学会高级会员、中国通信学会高级会员、中国电子学会遥感遥测遥控分会委员中国电子学会电磁兼容分会委员、中国通信学会电磁兼容委员会会委员中国电子学会微波分会电磁兼容专业委员会副主任委员阵列天线与应用技术研究  负责人、天线测试和校准技术--天线时域近场诊断与测试技术  负责人、天线应用研究  负责人、天线时域近场测试技术  主要参加人、总体及实现技术  主要参加人、系统生存能力研究  主要参加人、系统电磁兼容性研究  主要参加人天线时域近场测试超宽带探头误差机理研究  负责人、时变媒质的电磁场理论与分析技术  主要参加人、电磁兼容的电磁场理论与关键技术  主要参加人、基于GPU运算和COW并行的电磁场数值算法研究  负责人、电大尺寸、多尺度电磁仿真算法  主要参加人RCS的低频精确预估方法研究  主要参加人

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