本书系统地介绍了有关天线的基本理论、经典的分析计算方法和近代数值计算方法以及常用天线的结构、性能，天线中的一些新技术和一些新型天线。通过本书的学习，读者能对天线理论与技术有一个较全面和深入的了解，并能掌握常用天线的工作原理以及分析、设计方法。本书内容具有一定的深度和广度，各部分之间具有相对的独立性，可适应不同层次的读者阅读。本书可作为通信电子类专业大学本科高年级学生及研究生的教学用书，也可作为从事天线工作的广大在工程技术人员的自学参考书。序西安电子科技大学出版社一直把视角的焦点放在电子信息领域的最新发展和对于生产的应用方面。针对当前新经济时代，信息化水平已成为衡量我国现代化程度和综合国力的主要标志，现在出版“现代电子信息工程理论与技术丛书”，显然是一个十分恰当的时机。这套丛书的主要对象是从事电子信息领域研究和开发的科技工作者、工程师、在读的研究生，以及希望了解该领域发展的各类相关人员。因此本套丛书的重点不在于艰深的理论探讨，而是力求理论联系实际，揭示新应用，发展新领域。总之，我们希望通过这套丛书能帮助读者对电子信息领域的总体、全貌和发展趋势有所了解。西安电子科技大学出版社一直以电子信息领域的热心读者作为自己的服务对象。这套丛书的好与坏，起的作用大与小都要靠每一位读者来检验。因此在成立编委会和着手编辑这套丛书的时候，我们对读者的对象、读者的需求和读者的兴趣做了多方面的设想。为了使多方面的读者都有所收获，我们力求把每本书每个章节都做到简单明了、深入浅出；每本书都是读者了解电子信息领域的忠实“导游”；每本书都是作者与读者交换思想和促膝谈心的最佳机会。西安电子科技大学出版社一直有着广泛且相对联系紧密的作者群，他们大多是熟悉电子信息领域发展的一线专家，其中不乏该领域的知名学者、教授，正是由于这么一个群体，使我们有信心把这套丛书的学术水平和实用价值提到一个新的水平。尽管如此，这套丛书的编撰还是新的尝试，作者和编辑们缺乏经验，加之本领域发展十分迅速，使我们难于全面把握。衷心希望每一位读者都作为这套丛书的实践检验者，你们的每一条意见，将是丛书提高的重要依据。丛书编委会前言天线是无线电通信、无线电广播、无线电导航、雷达、遥测遥控等各种无线电系统中不可缺少的设备。从天线发明至今经历了1多年的时间。第一个天线是德国物理学家赫兹在1887年为验证英国数学家麦克斯韦预言的电磁波而设计的。其发射天线是两根3cm长的金属杆，杆的终端连接两块4cm见方的金属板，采用火花放电激励电磁波，接收天线是环天线。191年意大利物理学家马可尼采用一种大型天线实现了远洋通信，其发射天线为5根下垂铜线组成的扇形结构，顶部用水平横线连在一起，横线挂在两个高15英尺（1英尺＝．348米），相距2英尺的塔上，电火花放电式发射机接在天线和地之间。这可认为是真正付诸实用的第一副单极天线。早期无线电的主要应用是长波远洋通信，因此天线的发展也主要集中在长波波段上。自1925年以后，中、短波无线电广播和通信开始实际应用，各种中、短波天线得到迅速发展。194年前后，有关长、中、短波线状天线的理论基本成熟，主要的天线形式一直沿用至今。第二次世界大战中，雷达的应用促进了微波天线特别是反射面天线的发展。第二次世界大战以后的3多年是无线电电子学飞速发展的时代，微波中继通信；散射通信、电视广播的迅速发展，特别是2世纪5年代后期，人类进入太空时代，对天线提出了许多新的要求，出现了许多新型天线。随着天线应用的发展，天线理论也在不断发展。早期对线天线的计算方法是先根据传输线理论假设天线上的电流分布，然后由矢量位求其辐射场，由坡印廷矢量在空间积分求其辐射功率，从而求出辐射电阻。自2世纪3年代中期开始，为了较精确地求出天线上的电流分布及输入阻抗，很多人从边值问题的角度来研究典型的对称振子天线，提出用积分方程法来求解天线上的电流分布。2世纪3年代以后，随着喇叭和抛物面天线的应用，发展了分析口径天线的各种方法，如等效原理、电磁场矢量积分方法等。本书较系统地介绍了有关天线的基本理论和经典的分析计算方法。基本理论的讨论对于理解天线的工作原理是十分重要的，但天线问题是具有复杂边界条件的电磁场边值问题，难以得到严格解。2世纪？o年代以后，随着电子计算机的普及，各种电磁场数值计算方法应运而生，这些方法成为分析各种复杂天线问题的有力工具。本书结合实际的例子对在天线分析中常用的几种近似分析方法进行比较详细的讨论，这些方法中包括矩量法、时域有限差分法和几何绕射理论。天线的种类繁多，因篇幅所限，不可能对所有的天线进行详细讨论，只能讨论一些典型的、常用的天线的结构和性能。可以从不同的角度对天线进行分类，如按工作性质可分为发射天线和接收天线，按用途可分为通信天线、雷达天线、导航天线、电视天线和广播天线等，按工作频段可分为长波天线、中波天线、短波天线、超短波天线和微波天线等。这些分类方法并不是绝对的。如在通信和雷达系统中接收天线和发射天线通常是合二为一的，雷达天线和微波通信天线通常采用相同的结构，有些天线（如偶极天线、单极天线等）可用于从长波到超短波的各个频段等等。一般天线手册常采用上述的一些分类方法，而作为教材通常按其结构和分析方法将天线大致分为线天线和口径天线两大类。线天线基本由金属导线构成，这类天线包括各种偶极天线和单极天线、螺旋天线、八木天线、对数周期天线、行波天线等。口径天线通常是由一个平面或曲面上的口径构成的，通常也称为面天线，这类天线包括喇叭天线、反射面天线、缝隙天线、微带天线等。线天线的辐射场通常由导线上的电流分布来计算，而口径天线的辐射场一般由口径上的电场和磁场的切向分量来计算。这种分类方法也不是绝对的，如反射面天线的辐射场既可以用口径场计算，也可以由反射面上的电流分布计算。天线阵理论是天线理论的重要组成部分。本书较详细地介绍了常用的天线阵分析和综合技术。自适应天线及智能天线是根据不同的应用需要对天线阵的零点及主瓣进行自适应控制的天线阵，其基础理论属于信号处理学科的范畴，传统的天线教材中很少涉及这方面的内容。由于自适应天线阵的理论极大地改变了天线阵的传统概念和设计方法，已成为天线理论的重要前沿分支，因此本书专门用一章来介绍有关自适应天线阵的基本知识。频率无关天线与行波天线是两类不同的天线，前者不论方向图还是阻抗都具有宽带特性，而行波天线一般来说仅阻抗特性是宽带的。在实际应用中阻抗特性通常是限制天线带宽的主要因素，从这个意义上说，行波天线也属于宽带天线，因此将二者都放在宽带天线一章中。超宽带天线（或称时域天线）是一种，用于超宽带通信和超宽带雷达的天线，其工作原理和分析方法完全不同于常规的天线，本应单独讨论。但由于这方面的理论还不完全成熟，许多问题都还在研究之中，因此本书只介绍其基本工作原理和发展概况。这些内容单独作为一章太少，所以也将它放在宽带天线一章中，主要是考虑二者都有“宽带”特性，并且目前也有人从事将常规宽带天线用于超宽带的研究工作。但要注意宽带天线和超宽带天线是两个完全不同的概念。希望这样的安排不至于引起读者概念上的混乱。本书关于时谐场的讨论中假设场随时间变化的因子为e-jat本书分为4部分，第1、2、3章为天线基本理论部分，第4、5章为线天线部分，第6、7、8、9章为口径天线部分，第1、11章为天线阵部分。各章之间具有相对独立性·，读者根据需要选择单独的章节阅读并不会有太大的困难。感谢毛乃宏教授审阅了本书的初稿并提出宝贵的意见。由于编者水平有限，错误与不当之处在所难免，敬请批评指正。编者24年2月
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