雷达天线丛书.pdf-资料库

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雷达技术丛书雷达天线技术

前言 “雷达天线技术”是“雷达技术丛书”的一个分册。 1948 年美 S.Silver 主编的辐射实验室丛书第十二卷“微波天线理论和设计”出版。该书总结了雷达诞生十余年来电磁辐射和天线（特别是雷达天线）的基本理论、工程设计和应用方面的成果，对以后几十年雷达天线技术和工程研制的发展有重大指导意义。五十多年来，天线和雷达都有很大的发展，但基本原理没有重大突破。天线的发展主要体现在宽、广、深三维的扩展。天线的类型、形式和应用领域越来越宽；天线的性能、指标和工作环境条件越来越广，往往需要对多个相互矛盾的技术指标进行折中选择和全局优化；天线的理论分析方法以及对分析精度的要求越来越深，但同时要求以简明的物理概念和设计过程化解复杂的理论问题，并提高计算速度。上述需求（加上不断降低成本的约束）推动了天线理论和技术日新月异的发展。值得注意的是前面几十年，雷达和其它军事装备的需求是天线高速发展的主要动力（一方面由于雷达天线的复杂性和高难度容易吸引专家的兴趣，另一方面国防和战备的紧迫性促成的项目和经费保证）。但近年来应特别注意通信和电子对抗产业对天线发展的推动。五十多年来，每年都有浩如烟海的天线文献资料（论文、通信、讲稿、书籍、专利、报告及软硬件产品）问世，其中不乏不同层次的天线教科书、天线设计手册和专题设计讲座。但是暂时还没有发现适合雷达工程设计人员使用的、内容新颖、篇幅适中、便于掌握的雷达天线设计专著。根据丛书编辑部总体安排，本书要写成满足我国目前雷达工程技术人员需要的，先进性和实用性的雷达天线技术设计指导性书籍。由于雷达天线技术涉及的内容非常广泛，全书的篇幅限制比较严格。因此，在本书编排中除了必备的基础知识和清晰的物理概念外，放弃了严格的理论推导，代之以常用的近似公式。本书的重点放在典型的、常用的和正在发展的雷达天线的原理、设计和应用上。希望本书列举的基本概念和设计知识对雷达天线工程项目的方案论证、设计有所帮助。由于现在许多重大项目的计算均要用专门的设计、仿真软件进行。故清晰的物理概念、正确的方案选择和仿真设计初值的选取是十分重要的。全书约 40 万字，共分 10 章。本书的作者均来自我国两个著名的雷达研究所，中电科技集团 14 所和 38 所。作者的姓名附在本章标题后面。所有作者均具有多年研制雷达天线系统的工程经验，特别对所负责编写的章节有亲身的体会。在书末附有本专业常用文字符号的物理意义对照表。由于列入表中的符号仅在本书首次出现（部分符号每章首次出现）时才加以说明，当读者从中间章节查阅本书遇到疑问时可参阅此附表。对于非常用的文字符号或者个别物理量的表示，由于特别原因重复使用了对照表中的

符号，而意义不同，则我们在每次使用之后均附有说明。另外，本书中对少数常用物理量，如波束宽度和电波传播常数等，由于习惯的原因采纳了两种等效的标注法。 14 所科技部情报室陈玲、王炳如、王园、张文勇完成了本章 1~5 章和第 9 章的打字和制图。38 所罗林、张世民完成了本书其余部分的打字和制图，完成了全书的初稿和三次统稿后的文、图修改和编辑工作。特邀 14 所天馈部主任胡明春审核了本书 1~5 章和第 9 章，38 所天馈部主任张玉梅审核了本书 6~8 章和第 10 章。丛书编辑部主编王小谟院士和张光义院士多次审阅了本书的目录、样章和初稿，对全书的编写原则、内容、结构等重大问题提出了宝贵意见。丛书编辑部主任邱云钦和编辑部其他成员仔细审阅了本书初稿，提出许多宝贵意见。出版社责任编辑刘宪兰对本书的写作、排版等作了多次细心的指导。对于上面所有帮助本书出版的同志，作者致以诚挚的感谢。还要感谢 38 所和 14 所的所领导、科技委、保密委和有关单位，特别感谢 38 所和 14 所的天馈部对于本书写作的大力支持（包括使用了两个所的部分技术资料和成果）。本书写作中还参考或引用了若干文献资料（附各章末），我们尊重原作的知识产权，并对原作者表示谢意。

目录第 1 章概论 1.1 雷达天线及其发展 1.2 天线在雷达中的作用 1.3 天线的基本理论 1.3.1 矢量位和波动方程 1.3.2 理想电偶极子 1.3.3 直线电流源辐射场 1.3.4 任意电流分布的辐射场 1.3.5 远场条件 1.3.6 辐射方向图 1.3.7 方向性系数和增益 1.3.8 输入阻抗驻波及损耗 1.4 天线常用定理和原理 1.4.1 互易定理 1.4.2 对偶原理 1.4.3 镜像原理 1.4.4 等效源定理第 2 章辐射单元 2.1 对称振子 2.1.1 方向图 2.1.2 阻抗 2.1.3 互耦 2.1.4 馈电 2.2 波导口辐射器 2.2.1 口面场分布 2.2.2 辐射场 2.3 裂缝 2.3.1 裂缝阻抗 2.3.2 有源阻抗 2.4 微带贴片 2.4.1 贴片材料 2.4.2 分析方法

2.4.3 品质因素、带宽、效率 2.4.4 互耦 2.4.5 公差参考文献第 3 章阵列天线 3.1 引言 3.2 一维阵列 3.2.1 阵因子 3.2.2 单元因子 3.2.3 单元间距 3.2.4 口径分布 3.2.5 方向性 3.3 二维阵列 3.3.1 阵列分析 3.3.2 口径分布 3.3.3 方向图综合 3.4 互耦 3.4.1 单元间互耦 3.4.2 逐元法 3.4.3 周期结构理论 3.4.4 互耦补偿参考文献第 4 章相控阵天线 4.1 基本理论 4.1.1 原理及特点 4.1.2 天线类型 4.1.3 发展趋势 4.2 关键技术 4.2.1 相位量化效应 4.2.2 虚位技术 4.2.3 相位加权零控技术 4.2.4 相位加权波束展宽技术

4.2.5 相位加权方向图赋形技术 4.3 工程设计考虑 4.3.1 单元选择 4.3.2 扫描空域分析 4.3.3 宽角阻抗匹配 4.3.4 天线误差 4.3.5 天线带宽 4.4 有源相控阵天线 4.4.1 发展概况 4.4.2 失效分析 4.4.3 多阶振幅量化 4.4.4 设计考虑参考文献第 5 章波导裂缝阵列天线 5.1 裂缝阵列天线基本概念 5.1.1 驻波阵列 5.1.2 行波阵列 5.2 平板裂缝阵列天线设计 5.2.1 平板裂缝天线的结构 5.2.2 波导口径尺寸选择 5.2.3 口径分布及子阵划分 5.2.4 裂缝特性参数 5.2.5 阵面裂缝设计 5.2.6 二阶效应考虑 5.3 波导窄边裂缝阵列天线设计 5.3.1 基本理论 5.3.2 阵列的设计参考文献第 6 章反射面天线分析 6.1 概述 6.2 基本分析方法 6.2.1 几何光学法 6.2.2 几何绕射理论（GTD 法）

6.2.3 其它分析方法 6.2.4 反射面天线综合 6.3 口径的辐射 6.3.1 口径分布和辐射场的关系 6.3.2 线源和矩形口径的辐射 6.3.3 圆形口径的辐射 6.3.4 口径相位分布的影响 6.4 反射面天线特性分析 6.4.1 天线方向图及其有关参数 6.4.2 偏焦和扫描特性 6.4.3 公差影响分析 6.4.4 极化特性 6.4.5 阻挡和后瓣 6.4.6 其它因素或特性参考文献第 7 章反射面天线设计和应用 7.1 引言 7.1.1 两个层次的反射面天线设计 7.1.2 反射面天线可能满足多种雷达的需要 7.1.3 反射面天线的设计思路和设计过程 7.2 简单抛物面天线 7.2.1 抛物柱面天线 7.2.2 圆口径抛物面天线 7.2.3 椭圆口径抛物面天线 7.2.4 典型馈源介绍 7.3 双弯曲反射面天线 7.3.1 概念和应用 7.3.2 反射面生成 7.3.3 远场方向图计算 7.3.4 典型馈源介绍 7.4 堆积多波束抛物面天线 7.4.1 概念和应用 7.4.2 几点设计考虑

7.4.3 设计实例之一正置多波束天线 7.4.4 设计实例之二偏置多波束天线 7.5 卡塞格仑天线 7.5.1 特点和应用 7.5.2 卡塞格仑天线基本设计 7.5.3 单脉冲卡塞格仑天线 7.5.4 整形双反射面天线 7.5.5 典型馈源介绍 7.6 其他反射面天线 7.6.1 球反射面天线 7.6.2 抛物桶反射面天线 7.6.3 阵列馈电反射面天线参考文献第 8 章天线测试技术 8.1 引言 8.1.1 历史回顾 8.1.2 天线测试的概念和分类 8.1.3 雷达天线测试的特点 8.2 远场测试技术 8.2.1 远场测试的一般考虑 8.2.2 反射场法 8.2.3 斜距场法 8.2.4 高架场法 8.2.5 远场增益测量 8.2.6 测试方法的比较和选择 8.2.7 自动化远场测量系统 8.3 缩距场测量技术 8.3.1 对静区的要求 8.3.2 均匀平面波的形成 8.3.3 缩距场暗室 8.3.4 缩距场法测量和应用 8.4 近场扫描测试技术 8.4.1 平面扫描技术

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