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《微波天线多场耦合理论与技术》内容综合性和针对性强，可作为天线结构设计与制造工程人员的工具书，也可作为高等学校相关专业的高年级本科生和研究生的教材或参考书。同时，对从事相关科技研究的人员也有很好的参考价值。
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| 內容簡介： |
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微波天线的机械结构、散热和复杂的工作环境都是实现天线高性能的主要制约因素，且机械结构也是天线电性能稳健可靠的重要保障。随着天线技术的不断发展，微波天线多场耦合理论与技术在天线设计、制造与服役过程中发挥的作用将越来越重要。《微波天线多场耦合理论与技术》共9章，首先介绍微波天线的作用、特点和性能参数，以及场路耦合中涉及的微波电路基础，然后阐述天线主要工作环境的模拟分析方法与天线散热基本技术，着重论述三类微波天线机电多场耦合的基础理论与关键技术，最后展望未来微波天线机电耦合的发展热点。
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| 目錄：
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前言
第1章 绪论
1.1引言
1.2微波天线发展概述
1.3天线类型
1.4机电耦合与微波天线
1.5本书内容安排
参考文献
第2章 微波天线工作环境分析
2.1概述
2.2振动、冲击载荷分析
2.3稳态风荷与瞬态风荷分析
2.4太阳照射影响分析
2.5冰荷与积雪载荷分析
参考文献
第3章 天线结构力学与电性能参数
3.1概述
3.2天线结构位移场
3.3电磁计算方法
3.4天线电性能参数
3.5天线辐射单元
3.6天线多场耦合概述
参考文献
第4章 微波技术与微波电路理论基础
4.1概述
4.2微波技术基础
4.3微波传输线
4.4Smith圆图
参考文献
第5章 天线散热设计与测试方法
5.1概述
5.2散热设计的关键技术
5.3热测试方法
5.4天线冷板设计方法
参考文献
第6章 反射面天线机电场耦合
6.1研究背景
6.2大口径全可动面天线的发展现状
6.3面天线电磁分析基本方法
6.4反射面天线补偿方法
6.5基于最小二乘的变形反射面拟合方法
6.6变形反射面精度的可靠度分析方法
6.7耦合建模中的坐标转换
6.8反射面天线机电场耦合模型
6.9机电场耦合模型的求解
6.10偏置抛物面天线机电场耦合模型
6.11面天线增益损失计算方法
6.12基于机电耦合的馈源位置和指向优化设计
6.13天线最佳安装角的确定
6.14天线面板调整量的计算
参考文献
第7章 裂缝阵列天线机电场耦合
7.1研究背景
7.2波导裂缝阵列天线的分类
7.3平板裂缝天线的特点及工作原理
7.4平板裂缝天线机电场耦合模型
7.5机电场耦合模型的求解
7.6基于机电耦合的平板裂缝天线钎焊分析
7.7钎焊装夹对天线机电耦合性能的影响
7.8工装、降温速率与钎焊参数的综合影响分析
7.9基于机电耦合的机载随机振动影响分析方法
参考文献
第8章 有源相控阵天线机电热场耦合
8.1研究背景
8.2相控阵天线的分类
8.3有源相控阵天线的特点
8.4有源相控阵天线的关键结构
8.5有源相控阵天线TR组件
8.6TR组件性能温变分析
8.7相控阵天线基本电磁分析
8.8随机误差与系统误差的综合分析方法
8.9有源相控阵天线机电热场耦合模型
8.10有源相控阵天线机电热耦合优化设计
8.11星载微带阵列天线机电场耦合
参考文献
第9章 微波天线机电耦合展望
9.1概述
9.2有源相控阵天线的发展方向
9.3星载可展开有源相控阵天线的研究热点
9.4未来微波天线机电耦合的研究重点
参考文献
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| 內容試閱：
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第1章绪论
1.1引言
微波天线是无线电设备中用来发射或接收电磁波的部件，可利用电磁波来传递信息，广泛应用在通信、雷达、射电天文、广播电视、导航、电子对抗和遥感遥测等工程系统中。在电磁波传送能量方面，非信号的能量辐射也需要天线。天线的工作原理实质上就是一种变换器，它把传输线上传播的导行波变换成在无界媒介通常是自由空间中传播的电磁波，或者进行相反的变换。
微波天线作为一种具有典型机电耦合特征的电子装备，其电性能的成功实现不仅依赖各学科领域的设计水平，更取决于多学科的有机融合[1，2]。例如，天线反射面是电磁场的边界条件，在自重、风、雪等载荷作用下，反射面变形将影响天线增益、方向图等电性能指标，且随着天线工作频段的升高，这种影响关系更加突出；又如，高密度、小型化的电子装备如弹载相控阵雷达，其结构位移场、电磁场、温度场之间的场耦合问题严重影响导弹的制导精度；再者，机载、舰载等运动环境中天线的座架及伺服系统会直接影响其指向精度与快速响应能力；此外，工作环境引起的温度变化以及内部结构材料特性不一致引起的温度不均匀等对天线的机械性能与电路性能都有重要影响，最终导致天线电性能的显著恶化[3-6]。由此可见，微波天线的性能不仅由电磁因素决定，也与机械结构因素、温度分布、工作环境等紧密相关。
在影响微波天线性能指标的诸多因素中，机电耦合已成为一个瓶颈，而其中多场耦合更是机电耦合的重要基础。在本书中，机电耦合是指电子装备中电磁因素与机械结构因素的相互影响、相互制约的关系，多场耦合是指两种或多种学科的物理场或性能参数在载体工作过程中交叉作用、互相影响耦合的物理现象。而传统意义的机电耦合是指进行机械能量与强电转化的机电装备内的机电作用，主要指电机类强电系统，这里的电与本书的“电”电磁场是两个不同概念。在高频段、高增益、高密度、小型化、快响应、高指向精度的天线系统中，机械结构因素与电信之间逐渐呈现出强耦合的特征。
1.2微波天线发展概述
1.2.1天线的发展历史
最早的发射天线是Hertz在1887年为验证麦克斯韦Maxwell理论而设计的，将单圈金属方形环状天线作为接收天线，根据方环端点之间空隙出现的火花来指示收到了信号。Marconi是第一个采用大型天线实现远洋通信的人，所用的发射天线由30根下垂铜线组成，顶部用水平横线连在一起，横线挂在两个支持塔上。这是人类真正付诸实用的第一副天线，之后天线的发展大致分为四个历史时期，如图1.1所示。
1线天线时期。在无线电获得应用的最初时期，真空管振荡器尚未发明，人们认为波长越长，传播中的衰减越小。因此，为了实现远距离通信，所利用的波长都在1000m以上。在这一波段中，水平天线显然是不合适的，因为大地中的镜像电流和天线电流方向相反，天线辐射很小。此外，它产生的水平极化波沿地面传播时衰减很大。后来，业余无线电爱好者发现短波能传播很远的距离。这时，天线尺寸可以与波长相比拟，从而促进了天线的顺利发展。这一时期除了抗衰减的塔式广播天线，还出现了各种水平天线和天线阵，典型的有偶极天线又称为对称天线、环形天线、长导线天线、同相水平天线、八木天线又称为八木-宇田天线、菱形天线和鱼骨形天线等。在这一时期，天线的理论工作也得到了发展[7]。
2面天线时期。由于没有相应的振荡源，直到20世纪30年代，随着微波电子管的出现才陆续研制出各种面天线。这时已有类比于声学方法的喇叭天线、类比于光学方法的抛物反射面天线和透镜天线等。在第二次世界大战期间出现的雷达大大促进了微波技术的发展。为了迅速捕捉目标，研制出了波束扫描天线，利用金属波导和介质波导研制出波导缝隙天线和介质棒天线，以及由它们组成的天线阵。在面天线基本理论方面，建立了几何光学法、物理光学法和口径场法等理论。在面天线有较大发展的同时，线天线理论和技术也有所发展，如阵列天线的综合方法等[8，9]。
3从第二次世界大战结束到20世纪50年代末期。微波中继通信、对流层散射通信、射电天文和电视广播等工程技术的天线设备有了很大发展。这时出现了分析天线公差的统计理论，发展了天线阵列的综合理论等。1957年，美国研制了第一部靶场精密跟踪雷达ANFPS-16。随后，各种单脉冲天线、频率扫描天线也付诸应用。随后，宽频带天线有所突破，产生了非频变天线理论，出现了等角螺旋天线、对数周期天线等宽频带或超宽频带天线。
420世纪50年代以后。这时天线的发展空前迅速，一方面是大型地面站天线的修建和技术的改进，包括卡塞格伦天线的出现，正副反射面的修正，波纹喇叭等高效率天线馈源和波束波导技术的应用等；另一方面，相控阵天线由于新型移相器和计算机的出现，重新受到重视并得到广泛发展[10，11]。后来，由于无线电频道和卫星通信的发展，面天线的频率复用、正交极化及多波束天线受到重视；无线电技术向毫米波、亚毫米波及光波方向发展，出现了介质波导、表面波和漏波天线等新型毫米波天线；在阵列天线方面，由线阵发展到圆阵，由平面阵发展
到共形阵，合成孔径天线技术进入实用阶段；电子对抗的需要促进了超低副瓣天线的发展；由于高速大容量计算机的发展，矩量法和几何绕射理论开始在天线中得到应用；随着电路集成化的发展，微带天线在飞行器上获得快速发展。这一时期，天线结构和工艺也取得了很大的进展，如制成了口径为100m、可全向转动的高精度保型射电望远镜天线，还研制了单元数接近2万个的大型相控阵和高度超过500m的天线塔。在天线测量技术方面，出现了微波暗室、近场测量技术及利用天体射电源测量技术，并创立了用计算机控制的自动化测量系统等。
1.2.2四类典型天线的发展历程
包括陆基反射面天线、星载可展开反射面天线、星载可展开有源相控阵、有源相控阵天线等四类微波天线的发展历程可用图1.2～图1.5来概要说明[12-18]。
1.2.3天线波段划分
无线电波按波长可划分为超长波、长波、中波、短波、米波、分米波、厘米波、毫米波和亚毫米波，其中，分米至亚毫米的波统称为微波microwave。它属于无线电波中波长最短频率最高的波段，通常指频率为300MHz波长为1m～3000GHz波长为0.1mm的电磁波，如图1.6所示。微波与普通的无线电波、可见光和不可见光、X射线、γ射线一样，本质上都是随时间和空间变化的呈波动状态的电磁波。但它们的表现各不相同，如可见光能被人眼感觉而其他波段则不能被人眼感觉；X射线和γ射线具有穿透导体的能力而其他波段则不具有这种能力；无线电波可以穿透浓厚的云雾而光波则不能。这是因为它们的频率不同，即波长不同。
微波波段区别于其他波段的主要特点是其波长可与常用电路或元件的尺寸相比拟。而普通无线电波的波长大于或远大于电路或元件的尺寸，电路或元件内部的电波传输过程可忽略不计，因此可以用路的方法进行研究。光波、X射线、 射线的波长则远小于常用元件的尺寸，甚至可与分子或原子的尺寸相比拟，因此不能用电磁的方法或普通电子学的方法来产生或研究它们。它们是同分子、原子或核的行为相联系的。
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