Антенны (3300,00 руб.)

Стр.2

Стр.120

Стр.121

Стр.122

УДК 621.396.67 ББК 32.845 П16 Р е ц е н з е н т ы : зав. кафедрой «Автоматика и информационные технологии» ФГАОУ ВПО УрФУ, доктор техн наук, профессор С. В. Поршнев; доцент кафедры «Высокочастотные ФГАОУ ВПО УрФУ, канд. техн. наук, доцент С. А. Баранов Панченко Б. А. средства радиосвязи и телевидения» П16 Антенны: Учебное пособие для вузов. − М.: Горячая линия – Телеком, 2017. – 122 с.: ил. ISBN 978-5-9912-0445-3. Рассмотрены наиболее распространенные типы антенн. Даны определения основных электрических характеристик передающих и приемных антенн, особое внимание уделено диаграммам направленности и поляризационным характеристикам. Для выделенных диапазонов частот рассмотрены особенности конструктивного выполнения антенн. Изложены основы теории приемных и передающих антенн, теории антенных решеток и теории электромагнитного поля во взаимосвязи с применением их основных положений в антенной технике. Отдельная глава посвящена полосковым антеннам. Для студентов, обучающихся по направлению подготовки «Инфокоммуникационные технологии и системы связи» квалификации (степени) «бакалавр» и «магистр», будет полезно для студентов других радиотехнических и инфокоммуникационных специальностей, аспирантов и специалистов, связанных с расчетом и эксплуатацией соответствующих радиосистем. ББК 32.845 Все права защищены. Любая часть этого издания не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами без письменного разрешения правообладателя © ООО «Научно-техническое издательство «Горячая линия – Телеком» www.techbook.ru © Б. А. Панченко

Стр.2

Оглавление Предисловие . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Глава 1. Электродинамические основы электромагнитного излучения и теории антенн . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.1. Уравнения Максвелла . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . дов областей. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 i (θ), Fэ,м i (θ) некоторых ви1.2. Особенности решения уравнений Максвелла для задач электромагнитного излучения. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 5 7 7 8 1.3. Электромагнитные поля в дальней зоне . . . . . . . . . . . . . . . . 11 1.4. Выражение для функций Gэ,м 1.5. Интегрирование распределений токов . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 1.6. Примеры расчетов полей излучения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 Контрольные вопросы к главе 1: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 Глава 2. Излучение элементарных источников . . . . . . . . . . 19 2.1. Элементарный электрический вибратор (диполь Герца) 19 2.2. Другие типы элементарных излучателей. . . . . . . . . . . . . . . . 21 Контрольные вопросы к главе 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 Глава 3. Основные электрические характеристики передающих антенн . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 3.1. Полевые характеристики . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 3.2. Поляризационные характеристики антенн . . . . . . . . . . . . . 28 3.3. Поляризационная эффективность турникетных излучателей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 3.4. Энергетические характеристики передающих антенн . . 32 Контрольные вопросы к главе 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 Глава 4. Работа антенн в режиме приема . . . . . . . . . . . . . . . . 35 4.1. Физические явления при приеме электромагнитных волн антеннами . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 4.2. Электрические характеристики приемных антенн . . . . . . 36 4.3. Мощность, отдаваемая приемной антенной в нагрузку . 36 4.4. Поляризационные характеристики приемных антенн . . 37 4.5. Шумовая температура приемной антенны . . . . . . . . . . . . . . 37 Контрольные вопросы к главе 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 Глава 5. Вибраторные антенны . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

Стр.120

Оглавление 121 5.1. Историческая справка . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 5.2. Распределение тока и заряда вдоль вибраторной антенны . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 5.3. Диаграмма направленности, сопротивление излучения, КНД вибратора . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 5.4. Входное сопротивление вибратора . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 5.5. Конструктивное выполнение вибраторных антенн . . . . . 47 5.6. Связанные вибраторы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 5.7. Вибратор над подстилающей поверхностью . . . . . . . . . . . . 53 5.8. Линейный щелевой излучатель . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 Контрольные вопросы к главе 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 Глава 6. Полосковые антенны . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 6.1. Классификация полосковых антенн . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 6.2. Прямоугольные полосковые антенны . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 6.3. Дисковая полосковая антенна . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 6.4. Поверхностные волны, возбуждаемые полосковой антенной в подложке . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 6.5. Резонансные и широкополосные свойства полосковых антенн . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 6.6. Электрические характеристики полосковых антенн. Численные результаты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 Контрольные вопросы к главе 6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 Глава 7. Антенные решетки с поперечным излучением. 73 7.1. Принципы формирования узконаправленного излучения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 7.2. Излучение линейной антенной решетки . . . . . . . . . . . . . . . . 74 7.3. Эквидистантная линейная антенная решетка с равноамплитудным и синфазным распределением токов . . . . . . . 75 7.4. Анализ множителя решетки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 7.5. Плоская двумерная эквидистантная антенная решетка 78 7.6. Синфазная антенная решетка горизонтальных вибраторов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 7.7. Волноводно-щелевые антенные решетки . . . . . . . . . . . . . . . 81 Контрольные вопросы к главе 7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85 Глава 8. Антенны с бегущей волной тока . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 8.1. Излучение линейной решетки вибраторов, возбуждаемых бегущей волной тока . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 8.2. Директорная антенна . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 8.3. Диэлектрические антенны . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 8.4. Спиральные антенны . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94

Стр.121

122 Оглавление Контрольные вопросы к главе 8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97 Глава 9. Характеристики излучения апертурных антенн 98 9.1. Идеальные антенны . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98 9.2. Влияние амплитудных искажений на характеристики излучения апертурных антенн . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 9.3. Влияние несинфазности поля в раскрыве на характеристики излучения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 Контрольные вопросы к главе 9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 Глава 10. Рупорные антенны . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105 10.1. Классификация рупоров . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105 10.2. Характеристики излучения рупорных антенн . . . . . . . . . . 106 10.3. Оптимальные рупоры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108 Контрольные вопросы к главе 10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108 Глава 11. Зеркальные параболические антенны . . . . . . . . 109 11.1. Геометрические характеристики. Уравнение профиля . . 109 11.2. Расчет поля излучения зеркальной антенны . . . . . . . . . . . 110 11.3. Коэффициент усиления параболических антенн . . . . . . . 112 11.4. Облучатели зеркальных антенн . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115 11.5. Типы зеркальных антенн . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116 Контрольные вопросы к главе 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118 Литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119

Стр.122