本書所述內容為極端尺寸天線設計關鍵技術，屬于天線設計學科前沿和國際熱門研究領域之一。全書采用理論分析、全波仿真與測試相結合的方法，主要介紹五種極端尺寸天線，分別為極端小尺寸的磁電天線(微米級別聲諧振磁電薄膜天線)、機械天線(基于旋轉永磁體的低頻機械天線)、納米天線(太赫茲納米光學整流天線)與極端大尺寸的天文天線(百米口徑高頻射電天文望遠鏡天線)、賦形天線(大型星載可展開柔性賦形天線)。其中磁電天線、機械天線、納米天線和賦形天線這五種天線均屬于全新體制天線，其輻射機理、材料選擇、制備工藝、測試技術與評價標準均與傳統(tǒng)天線有較大區(qū)別。上述六種極端尺寸天線，屬于多尺度、多學科、多領域集成的典型高精度電子裝備，具有重要的學術研究意義與廣闊的工程應用前景。
全書內容新穎，循序漸進，理論性和應用性較強，可供從事機械電子工程、電子科學與技術，材料科學與工程相結合的前沿交叉領域科研人員與企業(yè)人員等閱讀參考。
第1章 新體制極端尺寸天線概述 1
1.1 極端尺寸天線的基本概念 1
1.2 極端尺寸天線的發(fā)展歷程 3
1.2.1 磁電天線的發(fā)展歷程 3
1.2.2 納米天線的發(fā)展歷程 14
1.2.3 機械天線的發(fā)展歷程 20
1.2.4 賦形天線的發(fā)展歷程 24
1.2.5 天文天線的發(fā)展歷程 28
1.3 極端尺寸天線的應用場景 35
1.4 極端尺寸天線的技術挑戰(zhàn) 36
本章小結 37
本章參考文獻 37
第2章 磁電天線 45
2.1 磁電天線工作原理 45
2.1.1 磁電天線的基礎理論 45
2.1.2 磁電天線的分析模型 47
2.2 磁電天線設計方法 52
2.2.1 材料選擇 52
2.2.2 結構設計 54
2.2.3 層序與層數(shù)設計 55
2.2.4 幾何尺寸設計 60
2.3 磁電天線仿真分析 64
2.3.1 磁電天線的結構特性分析 64
2.3.2 磁電天線的電磁特性分析 68
2.4 磁電天線加工與測試 78
2.4.1 磁電天線的制備工藝流程 78
2.4.2 磁電天線的測試平臺搭建 81
2.4.3 磁電天線的測試結果分析 83
本章小結 89
本章參考文獻 89
第3章 納米天線 93
3.1 納米天線工作原理 93
3.1.1 表面等離激元理論 93
3.1.2 整流天線的二極管理論 96
3.2 納米天線設計方法 100
3.2.1 納米天線設計 100
3.2.2 整流二極管設計 101
3.2.3 納米天線與整流二極管耦合設計 102
3.3 納米天線仿真分析 103
3.3.1 納米天線的分析模型 103
3.3.2 納米天線的結構特性分析 106
3.3.3 納米天線的電磁特性分析 108
3.3.4 納米天線的整流特性分析 112
3.4 納米天線的加工與測試 117
3.4.1 納米天線的測試方案設計 117
3.4.2 納米天線的測試平臺搭建 119
3.4.3 納米天線的正面照射實驗測試 119
3.4.4 納米天線的背面照射實驗測試 120
本章小結 122
本章參考文獻 122
第4章 機械天線 124
4.1 機械天線工作原理 124
4.1.1 低頻電磁波跨越介質交界面?zhèn)鞑ヒ?guī)律 124
4.1.2 低頻電磁波水下衰減特性分析 125
4.1.3 磁偶極子的等效模型 126
4.1.4 旋轉磁偶極子的等效模型 128
4.1.5 旋轉磁偶極子在有損耗介質中的輻射場模型 131
4.2 機械天線設計方法 132
4.3 機械天線仿真分析 134
4.3.1 單旋轉軸的電磁分析 135
4.3.2 倍頻性能的時域和頻域分析 138
4.3.3 多旋轉軸陣列的仿真分析 140
4.3.4 機械天線多旋轉軸陣列寬帶化設計 145
4.3.5 跨介質通信傳輸功能仿真分析 148
4.4 機械天線加工與測試 151
4.4.1 機械天線的收發(fā)信機設計 151
4.4.2 機械天線的測試平臺搭建 154
4.4.3 機械天線的信號倍頻性能實驗 155
4.4.4 機械天線的近場特性實驗 157
本章小結 160
本章參考文獻 161
第5章 賦形天線 163
5.1 賦形天線工作原理 163
5.2 賦形天線設計方法 165
5.2.1 初始反射面索網(wǎng)的形態(tài)設計 165
5.2.2 反射面的網(wǎng)格劃分 167
5.2.3 前網(wǎng)面的找形設計 169
5.2.4 賦形網(wǎng)狀反射面的設計 173
5.3 賦形天線仿真分析 181
5.3.1 偏置賦形反射面的仿真分析 181
5.3.2 對稱賦形反射面的仿真分析 186
5.4 賦形天線加工與測試 192
5.4.1 可展開桁架機構的加工制備 192
5.4.2 三層賦形索網(wǎng)結構的加工制備 195
5.4.3 賦形反射面的實驗流程 197
本章小結 199
本章參考文獻 200
第6章 天文天線 202
6.1 天文天線工作原理 202
6.1.1 天文天線結構參數(shù) 203
6.1.2 天文天線副面散射場計算 204
6.1.3 天文天線主面輻射場計算 205
6.1.4 天文天線變形分析 207
6.2 天文天線設計方法 209
6.2.1 面向天文天線電性能的結構優(yōu)化設計 209
6.2.2 面向天文天線電性能的協(xié)同優(yōu)化設計 215
6.3 天文天線加工與測試 221
6.3.1 實驗數(shù)據(jù)的獲取 221
6.3.2 實驗數(shù)據(jù)的處理 224
6.3.3 實驗結果及分析 227
本章小結 228
本章參考文獻 229
第7章 極端尺寸天線設計展望 231
7.1 極端尺寸天線的最新設計技術 231
7.2 極端尺寸天線設計的關鍵技術 237
本章小結 238
本章參考文獻 239
附錄 241
致謝 248
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