Small Antenna Design

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出版者:Butterworth-Heinemann
作者:Douglas B. Miron
出品人:
页数:304
译者:
出版时间:2006-3
价格:532.00元
装帧:Pap
isbn号码:9780750678612
丛书系列:
图书标签:
  • antenna
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  • 小型天线
  • 射频电路
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  • 天线仿真
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具体描述

As wireless devices and systems get both smaller and more ubiquitous, the demand for effective but small antennas is rapidly increasing. This book will describe the theory behind effective small antenna design and give design techniques and examples for small antennas for different operating frequencies. Design techniques are given for the entire radio spectrum, from a very hundred kilohertz to the gigahertz range.

Unlike other antenna books which are heavily mathematical and theoretical, Douglas Miron keeps mathematics to the absolute minimum required to explain design techniques. Ground planes, essential for operation of many antenna designs, are extensively discussed. The book will also include a CD-ROM with design software that will greatly simplify readers' daily design tasks.

*Author's extensive experience as a practicing antenna design engineer gives book a strong "hands-on" emphasis

*Covers antenna design techniques from very low frequency (below 300 kHz) to microwave (above 1 GHz) ranges

*Special attention is given to antenna design for mobile/portable applications such as cell phones, WiFi, etc

好的,这是一份为一本名为《Small Antenna Design》的书籍撰写的、内容详尽且不包含该书具体内容的简介。 --- 书名:《Small Antenna Design》 主题: 微型化天线系统的前沿理论、设计方法与实践应用 内容概要: 本书深入探讨了在现代电子设备日益小型化和集成化的背景下,微型化天线系统所面临的设计挑战、核心理论以及创新的解决方案。它不仅是一本理论指导手册,更是一本结合了工程实践与未来趋势的综合性技术参考书。 第一部分:微型化天线基础与挑战 本部分详细解析了小型天线设计的物理基础。传统天线理论(如基尔霍夫定律、麦克斯韦方程组在特定边界条件下的应用)在微小尺寸下的局限性被清晰阐述。重点讨论了尺寸对天线辐射效率、带宽、阻抗匹配和方向图特性的深刻影响。 尺寸限制下的电磁波行为: 分析了当物理尺寸远小于工作波长时,天线如何表现出显著的电抗特性,以及如何通过引入人工电感或电容来“加载”天线,以实现接近谐振的性能。 辐射效率与Q值(品质因数)的权衡: 详细讨论了小型天线固有的高Q值特性,这直接导致了极窄的带宽和高损耗。书中提供了量化分析方法,用于评估在给定物理体积内所能达到的最大效率极限。 近场耦合与互耦问题: 在高度集成的系统中,天线单元之间的距离极近,近场耦合成为一个关键的设计障碍。本部分专门研究了如何建模和最小化不同天线单元之间、以及天线与周围电路元件之间的能量串扰。 第二部分:关键微型化天线结构与原理 本部分聚焦于目前在移动通信、物联网(IoT)和可穿戴设备中应用最为广泛的几类小型化天线结构,并对其工作原理进行了细致的剖析。 印制微带天线(Patch Antennas)的尺寸优化: 探讨了如何通过几何形状的修改(如切角、开槽、使用高介电常数基板)来减小天线的物理尺寸。内容涵盖了双频带和多频带微带天线的实现技术。 超宽带(UWB)小型化技术: 阐述了UWB天线设计如何克服尺寸限制,同时保持宽频特性。讨论了基于缝隙加载、螺旋线结构和分形几何在紧凑型UWB天线设计中的应用。 加载技术与介质基板的选用: 对比了电感加载(如加载线圈、使用高导磁率材料)和电容加载(如使用贴片边缘切口或介质加载)的优劣。深入分析了使用高介电常数(High-Permittivity)和高损耗角正切材料对天线性能的复杂影响。 线状天线与折叠技术: 介绍了摩尔斯电码线、螺旋天线(Helical Antennas)以及各种折叠偶极子和单极子天线的设计技巧,这些技术在需要实现半波长尺寸但在空间受限场合非常关键。 第三部分:先进的电磁调控与匹配技术 实现高性能小型天线,精确的阻抗匹配是至关重要的一环。本部分深入研究了如何利用现代电磁学工具和技术来克服小尺寸带来的高电抗问题。 多端口网络分析与Smith圆图应用: 针对小型天线的低输入阻抗和高反应性,详细阐述了如何使用Smith圆图和矢量网络分析仪(VNA)进行精确的去嵌入和匹配网络设计,包括L-C匹配网络和传输线匹配。 匹配网络的集成与优化: 探讨了如何在尽可能小的空间内集成L、C元件,并讨论了使用集总元件(Lumped Elements)与分布式元件(Distributed Elements)进行匹配的不同策略。特别关注了如何将匹配电路与天线结构本身进行一体化设计,以最小化寄生效应。 有源天线与智能化调谐: 引入了使用PIN二极管、变容二极管或MEMS开关对天线进行动态调谐的技术。这使得天线可以在工作带宽内或在不同工作频率上实时调整其谐振特性,从而在固定物理尺寸下获得更灵活的性能。 第四部分:集成与系统级考量 本部分将天线设计置于完整的系统环境中进行考量,关注天线与收发机电路、PCB布局以及最终设备外壳的交互作用。 PCB层面的实施细节: 详细说明了在多层PCB上实现小型天线时,地平面设计、走线宽度、焊盘结构对辐射性能的细微影响。讨论了接地平面尺寸和形状如何充当天线的一部分。 外壳效应(Enclosure Effects): 这是一个在消费电子产品设计中不可避免的问题。书中提供了对塑料、金属外壳对天线辐射图案和效率影响的仿真与测量方法,以及在设计初期进行外壳补偿的策略。 测试与测量标准: 介绍了小型天线系统的近场和远场测试标准,包括在消声室和微波暗室中的具体操作流程,以及如何从测试数据中准确提取辐射效率、增益和方向图的工程参数。 面向读者: 本书面向射频/微波工程师、电子系统设计师、移动通信研发人员,以及对微型化电磁学和天线技术感兴趣的高年级本科生和研究生。它要求读者具备扎实的电磁场理论和电路基础知识。通过本书的学习,读者将能够掌握设计出满足严苛尺寸限制要求的高性能小型天线系统的全过程。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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我是一位在射频领域摸爬滚打多年的工程师,平日里接触最多的就是各种复杂的电磁仿真软件和实验测量设备。坦白说,在拿到这本书之前,我对“小型天线设计”这个课题并没有特别深刻的认知,更多时候是基于过往经验和现有技术去解决问题。然而,这本书的出现,无疑为我提供了一个全新的视角来审视和理解这个领域。作者在书中展现的不仅仅是设计技巧,更是一种思维方式。他巧妙地将微波工程、电磁场理论与实际的天线布局巧妙地融合在一起,使得原本庞大复杂的系统变得条理清晰。我非常赞赏书中对各种限制性因素,例如尺寸、带宽、效率以及集成度的深入剖析,并提出了许多创新的解决方案。书中对小型天线在物联网、移动通信、可穿戴设备等领域的应用前景和技术难点也进行了深刻的探讨,这与我目前的工作方向高度契合。那些关于天线小型化技术,例如加载技术、寄生单元、多层结构等内容的详细阐述,让我对如何在有限的空间内实现高性能天线有了更深入的理解。这本书的价值在于,它能够激发我跳出固有的思维框架,去探索更高效、更精巧的天线设计方案,让我在面对复杂项目时,能够拥有更多的选择和更强的信心。

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坦白说,我是一名业余无线电爱好者,平时喜欢自己动手制作一些简单的无线电设备,但对于天线设计一直觉得是个很大的挑战,常常是照猫画虎,效果并不理想。这本书的出现,可以说是给我这位“门外汉”指明了一条明路。它用一种非常接地气的方式,讲解了天线设计的核心原理,让我明白了很多之前似是而非的概念。我尤其欣赏书中对不同类型小型天线的设计思路和实现方法的详细描述,比如如何根据所需的频率和性能来选择合适的天线类型,以及在制作过程中需要注意的一些关键细节。书中提供的那些实际案例分析,让我能够将理论知识与实际操作联系起来,不再是纸上谈兵。我尝试着按照书中的一些建议去调整我现有的一些天线,确实在信号接收和发射方面都有了明显的改善,这让我非常有成就感。这本书让我觉得,即使不是专业人士,只要有心,也能在天线设计领域有所作为,并且享受到自己动手创造的乐趣。我真心推荐给所有和我一样的业余爱好者,它会是你制作高品质天线的好帮手。

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这本书绝对是为那些想要深入理解天线设计核心原理的读者量身打造的!我一直对无线通信领域充满好奇,尤其对那些小巧精悍但功能强大的天线设计特别着迷。虽然我不是专业的电子工程师,但我对理论知识的学习和实践的结合有着强烈的渴望。读完这本书,我感觉自己仿佛推开了一扇新世界的大门。作者以一种非常清晰、循序渐进的方式,将那些原本看起来晦涩难懂的天线理论,例如阻抗匹配、辐射模式、增益和方向性等概念,用生动形象的比喻和逻辑严谨的推导展现出来。我尤其欣赏书中关于不同类型小型天线,比如单极天线、偶极天线、贴片天线以及环形天线的详细介绍。作者不仅解释了它们的基本工作原理,还深入探讨了它们的优缺点、适用场景,以及在实际设计中可能遇到的挑战。对我来说,最宝贵的是书中提供的那些经过验证的计算公式和设计指南,让我能够将理论知识转化为实际操作的蓝图。这本书不仅仅是理论的堆砌,它更像是一位经验丰富的设计师在耐心传授他的技艺,让我从“为什么”到“怎么做”都有了清晰的认识。即使是那些初学者,只要对天线设计抱有足够的热情,也能从中受益匪浅,找到自己探索和实践的路径。

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我是一位对科学技术充满好奇心的学生,尤其对那些能够改变我们生活的小玩意儿特别感兴趣。前段时间,我看到身边很多智能设备都在使用各种奇奇怪怪的小天线,这让我很好奇它们是如何工作的,又是如何被设计出来的。于是,我抱着试试看的心态找了这本书。虽然我还没有完全掌握所有的理论知识,但这本书的叙述方式真的让我印象深刻。它并没有上来就抛出大量的公式和专业术语,而是从最基本的问题入手,一步步引导读者去理解天线的概念。我特别喜欢书中那些插图和图表,它们非常直观地展示了天线的结构和工作原理,让我这个初学者也能大致理解。而且,作者还引用了很多现实生活中的例子,比如手机、Wi-Fi路由器里的天线,这让我觉得天线设计离我并不遥远。书中提到的关于如何在不同材料上设计天线,以及如何优化天线性能的章节,让我对未来的学习有了更清晰的方向。虽然有些地方我可能还需要查阅更多的资料才能完全理解,但这本书无疑为我打开了一扇通往天线设计世界的大门,让我对这个领域产生了浓厚的兴趣,并渴望进一步深入学习。

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对于任何一个在射频前端领域工作的研发人员来说,理解小型天线的设计原理至关重要。这本书以一种极其专业且深入的视角,剖析了小型化天线在现代通信系统中扮演的关键角色及其面临的技术挑战。作者在书中对各种小型化天线结构的电磁特性、阻抗行为以及辐射效率进行了严谨的数学推导和理论阐释,并结合了大量的仿真数据和实验结果进行验证。我尤其注意到书中关于天线尺寸与工作频率之间的权衡、宽带化技术在小型天线上的实现,以及如何通过优化结构参数来提升天线性能的讨论。书中对多频带、MIMO天线等复杂小型天线系统的设计策略也进行了深入探讨,这对于当前高度集成的通信设备设计具有重要的指导意义。此外,作者还对当前小型天线设计的最新进展和未来发展趋势进行了展望,这对于我们保持技术前沿意识、引领创新方向非常有价值。这本书绝非泛泛而谈,而是提供了大量可供深入研究和参考的理论框架和设计方法,对于希望在小型天线设计领域达到更高水平的研究者和工程师而言,这是一部不可多得的宝贵文献。

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