Small Antenna Design
暫譯: 小型天線設計

Douglas B. Miron

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商品描述

Description:

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.

 

Table of Contents:

Preface

Chapter 1: Introduction
1.1 What is Small?
1.2 What are the Problems?
1.3 Some Historical Small Antenna Types and Applications
1.4 Some Present and Future Small Antennas
References

Chapter 2: Antenna Fundamentals I
2.1 Electromagnetic Waves
2.1.1 Waves in Space
2.1.2 Waves in Transmission Lines
2.1.3 Power in Waves
2.2 Polarization
2.3 The Short Dipole
2.3.1 Radiation Pattern
2.3.2 Circuit Behavior
2.4 The Small Loop
2.4.1 Circuit Behavior
2.5 Directionality, Efficiency, and Gain
References
Problems

Chapter 3: Antenna Fundamentals II
3.1 Bandwidth and Quality Factor, Q
3.2 Impedance Matching and System Efficiency
3.2.1 Narrow-Band Matching
3.2.2 Wideband Matching
3.2.3 System Efficiency
3.3 Reception
3.3.1 Effective Height
3.3.2 Effective Area
3.3.3 Reception Pattern
3.4 Ground Effects
3.4.1 Image Theory
3.4.2 Vertical Dipole Above a Perfect Ground Plane
3.4.3 Horizontal Dipole Above a PEC Plane
3.4.4 Grounded-Source Antennas
3.4.5 Counterpoise
3.4.6 Summary of Ground Effects
3.5 Improvements
References
Problems

Chapter 4: Introduction to Numerical Modeling of Wire Antennas
4.1 General Concepts
4.2 The Mathematical Basics of the Numerical Electromagnetic Code (NEC)
4.2.1 Basis Functions
4.2.2 Applied Field Models
4.2.3 Solving the Integral Equation
4.3 Using NEC in the Command Window
4.4 Modeling Guidelines
4.5 NEC in a Graphical User Interface (GUI)
4.6 Examples from Chapters 2 and 3
4.6.1 The Short Dipole
4.6.2 Small Loop in Free Space
4.6.3 End-Loaded Short Dipole
References
Problems

Chapter 5: Programmed Modeling
5.0 Introduction
5.1 Using Wire-List Generators in NEC
5.2 Using Code to Generate a Wire List
Problems

Chapter 6: Open-Ended Antennas
6.0 Introduction
6.1 Thick Monopoles
6.1.1 Modeling Thick Monopoles
6.2 Top Loading
6.2.1 The Inverted-L
6.2.2 Top-Loading with Radials
6.2.3 Volume Loading
6.3 Coil Loading
6.4 Using Resonance
6.5 Summary
References
Problems

Chapter 7: Loops and Other Closed-Wire Antennas
7.0 Introduction
7.1 Thick Loops
7.1.1 The Doughnut
7.1.2 The Barrel Loop
7.2 Solenoid Antennas
7.3 The Contrawound Toroidal Helix Antenna (CTHA)
7.4 The Folded Spherical Helix Monopole
7.5 Final Comments
References
Problems

Chapter 8: Receiving Antennas
8.0 Introduction
8.1 External Noise
8.2 The Ferrite Rod Antenna
8.2.1 Antenna Parameters
8.2.2 Circuit Applications
8.3 Active Receiving Antennas
References
Problems

Chapter 9: Measurements
9.1 What are You Measuring?
9.2 Measurements Through a Transmission Line
9.2.1 If I only have an SWR meter...
9.2.2 Impedance Measured Through a Transmission Line
9.3 Ranges and Test Enclosures
9.4 The Wheeler Cap and Variations
9.4.1 Series and Parallel Effects
References
Problems

Appendix A: The Mathematics of Antenna Orientation
A.1 Unit-Vector and Coordinate Variable Relations.
A.2 The Horizontal Dipole
A.3 The Vertical Loop
Problems

Appendix B: The Parallel-Ray Approximation
Problems

Appendix C: The Small Loop
Problems

Appendix D: The Proximity Effect
D.1 Current Distribution
D.1.1 Problem Formulation and Reduction to a System of Linear Equations
D.1.2 Solution for the Current Coefficients
D.2 Power and Resistance
References

Appendix E: What Every EE Student Should Know About Mathematics by the Senior Year
E.1 What is Mathematics to an Engineer?
E.2 The Process is as Important as the Result
E.3 Facts and Idioms
E.3.1 Special Numbers
E.3.2 Identities and Formulas
E.3.3 Approximations
E.4 Integrals and Derivatives
E.5 Radians or Degrees?
E.6 Matrix Notation and Operations
E.7 Answers for Section E.3

Index

商品描述(中文翻譯)

描述:
隨著無線設備和系統變得越來越小且無處不在,對於有效且小型天線的需求正在迅速增加。本書將描述有效小型天線設計背後的理論,並提供不同操作頻率的小型天線的設計技術和範例。設計技術涵蓋整個無線電頻譜,從幾百千赫到吉赫範圍。

與其他重數學和理論的天線書籍不同,Douglas Miron 將數學保持在解釋設計技術所需的最低限度。對於許多天線設計的運作至關重要的接地平面進行了廣泛的討論。本書還將包括一張 CD-ROM,內含設計軟體,將大大簡化讀者的日常設計任務。

目錄:
前言

第一章:介紹
1.1 什麼是小型?
1.2 什麼是問題?
1.3 一些歷史上的小型天線類型和應用
1.4 一些現在和未來的小型天線
參考文獻

第二章:天線基礎 I
2.1 電磁波
2.1.1 空間中的波
2.1.2 傳輸線中的波
2.1.3 波中的功率
2.2 偏振
2.3 短偶極子
2.3.1 輻射模式
2.3.2 電路行為
2.4 小環
2.4.1 電路行為
2.5 方向性、效率和增益
參考文獻
問題

第三章:天線基礎 II
3.1 頻寬和品質因數 Q
3.2 阻抗匹配和系統效率
3.2.1 窄帶匹配
3.2.2 寬帶匹配
3.2.3 系統效率
3.3 接收
3.3.1 有效高度
3.3.2 有效面積
3.3.3 接收模式
3.4 地面效應
3.4.1 影像理論
3.4.2 完美接地平面上的垂直偶極子
3.4.3 PEC 平面上的水平偶極子
3.4.4 接地源天線
3.4.5 反向平衡
3.4.6 地面效應總結
3.5 改進
參考文獻
問題

第四章:線天線數值建模介紹
4.1 一般概念
4.2 數值電磁代碼 (NEC) 的數學基礎
4.2.1 基函數
4.2.2 應用場模型
4.2.3 解積分方程
4.3 在命令窗口中使用 NEC
4.4 建模指導
4.5 在圖形用戶界面 (GUI) 中的 NEC
4.6 第 2 章和第 3 章的範例
4.6.1 短偶極子
4.6.2 自由空間中的小環
4.6.3 端載短偶極子
參考文獻
問題

第五章:程式化建模
5.0 介紹
5.1 在 NEC 中使用線列表生成器
5.2 使用程式生成線列表
問題

第六章:開放式天線
6.0 介紹
6.1 厚單極子
6.1.1 建模厚單極子
6.2 頂部加載
6.2.1 倒 L 型
6.2.2 帶輻射的頂部加載
6.2.3 體積加載
6.3 線圈加載
6.4 使用共振
6.5 總結
參考文獻
問題

第七章:環形和其他閉合線天線
7.0 介紹
7.1 厚環
7.1.1 圓環
7.1.2 桶形環
7.2 螺線管天線
7.3 反向纏繞環形螺旋天線 (CTHA)
7.4 折疊球形螺旋單極子
7.5 最後的評論
參考文獻
問題

第八章:接收天線
8.0 介紹
8.1 外部噪聲
8.2 鐵氧體棒天線
8.2.1 天線參數
8.2.2 電路應用
8.3 主動接收天線
參考文獻
問題

第九章:測量
9.1 你在測量什麼?
9.2 通過傳輸線的測量
9.2.1 如果我只有一個 SWR 計...
9.2.2 通過傳輸線測量的阻抗
9.3 測量範圍和測試外殼
9.4 Wheeler 蓋和變體
9.4.1 串聯和並聯效應
參考文獻
問題

附錄 A:天線方向的數學
A.1 單位向量和坐標變數關係
A.2 水平偶極子
A.3 垂直環
問題

附錄 B:平行光線近似
問題

附錄 C:小環
問題

附錄 D:接近效應
D.1 電流分佈
D.1.1 問題公式化和簡化為線性方程組
D.1.2 電流係數的解
D.2 功率和電阻
參考文獻

附錄 E:每位電機工程學生在大四時應該知道的數學
E.1 數學對工程師來說是什麼?
E.2 過程與結果同樣重要
E.3 事實和成語
E.3.1 特殊數字
E.3.2 恆等式和公式
E.3.3 近似值
E.4 積分和導數
E.5 弧度還是度數?
E.6 矩陣符號和運算
E.7 第 E.3 節的答案

索引