超宽带天线:设计、方法和性能:design, methodologies and performance

吉塞尔·M.加尔万-特哈达（Giselle M.Galvan-Tejada），出生于墨西哥的墨西哥城。于1994年在墨西哥国立理工学院获得通信和电子工程理学学士学位，1996年在墨西哥IPN不错研究中心获得电气工程理学硕士学位，2000年在英国布拉德福德大学获得电子与通信工程博士学位。目前在墨西哥IPN不错研究中心电气工程系通信科工作，担任讲师和全职研究员。她是IEEE成员和墨西哥国家研究人员委员会的国家研究员，研究方向包括无线电通信系统、无线传感器网络、无线电传播、天线阵列技术、超宽带天线、WiMAX、空分多址以及有效利用频谱的技术。

第1章 概述

 1.1 天线在现代生活中的重要性

 1.2 超宽带系统

 1.3 超宽带天线

 1.4 本书的研究范围

 参考文献

第2章 天线

 2.1 引言

 2.2 传统窄带天线

 2.2.1 线天线

 2.2.2 孔径天线

 2.2.3 反射面天线

 2.2.4 微带天线

 2.2.5 阵列天线

 2.3 馈电点

 2.4 增益和方向性

 2.5 辐射方向图

 2.6 极化

 2.7 阻抗

 2.8 反射系数

 2.9 品质因数

 2.10 带宽

 参考文献

第3章 超宽带天线的近期新发展

 3.1 引言

 3.2 超宽带天线

 3.3 平面超宽带天线

 3.3.1 Vivaldi天线

 3.3.2 矩形贴片平面天线

 3.3.3 共面波导馈电具有频带陷波功能的平面超宽带天线

 3.3.4 基于预烧陶瓷技术的槽天线

 3.3.5 火山烟雾型槽天线

 3.3.6 印制圆盘单级子天线

 3.3.7 具有分形调谐短截线的微带槽天线

 3.3.8 平面小型锥形槽馈电的环形槽天线

 3.3.9 郁金香形单极子天线

 3.3.10 气球形单极子天线

 3.3.11 半圆盘超宽带天线

 3.3.12 平面超宽带天线阵列

 3.3.13 八角形超宽带天线

 3.4 超宽带平面单极子天线

 3.4.1 平面倒锥天线

 3.4.2 卷筒形双臂单极子天线

 3.4.3 带凹口的矩形平面单极子天线

 3.4.4 叶形平面定向单极子天线

 3.4.5 紧凑型超宽带天线

 3.5 双脊喇可、天线

 3.6 不同类型的超宽带天线

 3.7 结论

 参考文献

第4章 超宽带天线理论的发展

 4.1 引言

 4.2 超宽带带宽

 4.3 基础概念

 4.4 双锥形天线

 4.5 平面单极子结构超宽带天线理论

 4.6 基于微带天线的平面单极子天线理论

 4.6.1 微带天线

 4.6.2 宽带平面单极子天线

 4.7 由圆柱形平面单极子构成的平面单极子天线

 4.7.1 谐振频率

 4.7.2 不同形状平面天线的下限截止频率

 4.8 影响超宽带天线性能的因素

 4.8.1 辐射体的影响

 4.8.2 地平面

 参考文献

第5章 相位线性度

 5.1 时域和频域

 5.1.1 傅里叶变换

 5.1.2 短持续时间与宽频谱

 5.1.3 脉冲响应与传递函数

 5.2 超宽带天线的脉冲响应特性

 5.3 脉冲失真

 5.4 相位线性度

 5.4.1 频率响应

 5.4.2 相位变化的测量：相位中心和群延迟

 5.4.3 相位响应和脉冲失真

 5.5 非线性和准线性相位天线

 5.5.1 非频变天线

 5.5.2 其他天线

 参考文献

第6章 超宽带全向天线设计

 6.1 超宽带全向天线

 6.2 方形平面单极子天线

 6.3 平面结构设计方法

 6.4 基于平面结构设计方法的仿真结果

 6.4.1 斜角角度的变化

 6.4.2 辐射体宽度的变化

 6.4.3 馈线宽度的变化

 6.4.4 接地平面和辐射体之间的高度变化

 6.5 减少辐射方向图的变化

 6.6 平面超宽带天线的设计

 6.6.1 引言

 6.6.2 初始方形辐射体

 6.7 超宽带平面矩形天线的调试

 6.7.1 仿真结果

 6.7.2 测量结果

 6.8 使用缩放方法实现频带搬移

 参考文献

第7章 平面和立体定向超宽带天线设计

 7.1 超宽带定向天线

 7.2 Vivaldi天线

 7.3 叶形天线

 7.4 TEM喇叭天线

 7.5 准八木天线

 7.6 定向矩形平面单极子天线的设计

 7.6.1 超宽带定向矩形平面单极子天线的设计方法

 7.6.2 超宽带定向矩形平面单极子天线设计实例

 7.6.3 天线结构的改进

 7.6.4 使用反射器增加天线方向性

 7.6.5 改进接地平面以改善天线方向性

 7.7 任意工作带宽平面定向超宽带天线的设计

 7.7.1 基本结构

 7.7.2 定向辐射的转换过程

 7.7.3 立体平面对应原理的应用

 7.7.4 设计方程

 7.7.5 实验结果

 7.8 不同定向超宽带天线的比较

 参考文献

第8章 超宽带天线的发展趋势和未解决的问题

 8.1 目前的超宽带天线

 8.2 阻抗匹配、相位线性和辐射模式

 8.3 定向超宽带天线

 8.4 超宽带天线阵列

 8.5 干扰

 8.6 体域网

 8.7 雷达：医学影像及其他

 8.8 USB适配器和接入点

 8.9 电磁计算问题

 8.10 更宽的带宽

 参考文献

第9章 电磁学数值方法

 9.1 麦克斯韦方程组

 9.1.1 基本原理

 9.1.2 标量势与矢量势

 9.1.3 波动方程

 9.1.4 .天线问题的本质

 9.2 边界条件

 9.2.1 法向分量

 9.2.2 切向分量

 9.2.3 麦克斯韦方程组的边界值条件及专享解

 9.2.4 辐射条件

 9.3 天线的电流分布

 9.4 数值方法

 9.4.1 电磁问题的计算机求解

 9.4.2 求解区域和网格划分

 9.4.3 数值方法分类

 9.4.4 有限差分法

 9.4.5 有限元法

 9.4.6 矩量法

 9.5 相关软件

 9.5.1 NEC

 9.5.2 HFSS

 9.5.3 CST

 参考文献

附录A 纳普拉（Nabla）：差分运算符

 A.1 笛卡儿坐标系

 A.2 圆柱坐标系

本书的目的是成为超宽带天线发展的参考资料。本书介绍了超宽带天线不同方面的内容，从最近会议论坛所报道的超宽带天线设计，辐射体分析理论，到全向和定向超宽带天线的设计准则。 本书论述了全向和定向天线的设计方法，并就其针对不同因素（地平面、辐射体边缘处理、高/宽比、反射器等）的影响进行了深入研究。本书主要考虑了阻抗匹配、相位线性度和辐射体形状的变化，并且讨论了不同超宽带天线设计的性能比较。 在超宽带天线领域还存在悬而未解的难题。本书最后部分简要阐述了电磁学数值分析方法，包括经典有限差分法、有限元法、矩量法，并且采用具体的天线模型来阐明这些方法的具体概念。