天綫設計與應用：使用ANSYS HFSS模擬器(3版) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

☆☆☆☆☆

圖書標籤:

• 天綫設計
• HFSS
• 電磁場仿真
• ANSYS
• 微波技術
• 射頻電路
• 天綫理論
• 工程仿真
• 通信工程
• 天綫應用

本書四位作者具有豐富之學界與業界經驗，在天綫工程領域深耕多年，深知青年讀者的需要，閤力撰寫一本理論與實務兼具的天綫設計書籍，希望能帶領讀者快速掌握天綫設計之要訣，領略無綫通訊之奧妙。

　　本書對天綫的完整製作流程，如天綫設計、天綫模擬、天綫製作、天綫之網路分析儀量測與天綫之無反射實驗室量測均有完整與細膩之描述。讀者隻需有初步之電磁學基礎即可全盤瞭解本書之論述。

　　本書採用在學界與業界廣受好評之高頻模擬軟體：HFSS17.0，為瞭快速讓讀者熟悉此套軟體，本書採用step by step之論述方式，讀者隻要能耐心讀完本書，定可熟稔此套優越軟體。

　　為瞭更進一步增加讀者的學習效率，本書附贈之光碟內含：HFSS範例專案檔。有瞭本書與周邊輔助，套句許多試用讀者的評語：「使用此套教材後，要想不懂天綫很難，要想不會HFSS更難」。

　　本書附贈之光碟收錄第二、三、四、五章之教學影片檔，檔名為「chap*.wmv」，請讀者利用windows內建之windows media player或其他播放軟體即可播放。這四個影片檔清晰且步驟講解清楚，極適閤自學之用，任課教師亦可在課堂上放映以輔助教學。本書全部的彩色圖片也同時收錄於光碟內。
 

天綫設計與應用：理論基礎、係統集成與前沿技術 本書深入探討瞭現代天綫設計、分析與製造的綜閤領域，涵蓋瞭從基礎電磁理論到復雜係統集成的全過程。全書結構嚴謹，內容詳實，旨在為射頻工程師、電子電氣工程師、通信係統設計師以及相關專業的研究生和高年級本科生提供一本全麵且實用的參考手冊。 第一部分：天綫與電磁場基礎 本部分奠定堅實的第一性原理基礎，為後續復雜天綫結構的設計做好準備。 第一章：電磁場理論迴顧與天綫基本概念 首先迴顧麥剋斯韋方程組在頻域和時域中的形式，重點討論坡印廷矢量、波阻抗、以及理想導體和介質中的場分布。接著，詳細介紹天綫作為電磁波發射與接收的轉換器件所扮演的角色。核心概念包括：輻射強度、輻射方嚮圖（二維與三維）、有效輻射麵積（ERA）、以及天綫效率（輻射效率、損耗效率、總效率）。深入剖析瞭互易性原理在綫路和係統分析中的重要性，並引入瞭功率增益（絕對增益與相對增益）的精確定義和計算方法。 第二章：基本輻射單元分析 本章專注於分析最基本的輻射體結構。詳細闡述瞭半波長偶極子天綫（包括架空綫饋電和同軸綫饋電）的輸入阻抗、方嚮圖特性、以及最優匹配技術。隨後，深入探討瞭微型單極子天綫（如$lambda/4$垂直地綫天綫）在有限接地點（地平麵）上的特性變化，並給齣瞭地平麵尺寸對輸入阻抗和方嚮圖側瓣的影響分析模型。對環形天綫進行瞭細緻研究，區分瞭小環（磁偶極子）和大環（電流分布復雜）的輻射特性，並特彆關注瞭其在磁場感應應用中的優勢。 第三章：天綫參數測量與校準 係統地介紹瞭在消聲室（Anechoic Chamber）或遠場測試場中測量天綫性能的標準流程與規範（如IEEE標準）。詳細講解瞭如何標定測試係統，以及如何準確測量： 1. 輸入阻抗與迴波損耗（Return Loss）：使用矢量網絡分析儀（VNA）的校準技術（SOLT等）。 2. 方嚮圖測量：俯仰角（$ heta$）和方位角（$phi$）掃描的步驟，以及如何提取主瓣寬度（HPBW）、旁瓣抑製比（SLL）和交叉極化電平（XPD）。 3. 增益測量：通過比較法（Comparison Method）和標準接收機法（Standard Antenna Method）的實際操作流程和誤差分析。 第二部分：常用天綫類型與結構設計 本部分將理論應用於具體的結構設計，涵蓋瞭當代通信係統中最常見且高效的天綫類型。 第四章：孔徑天綫與高增益設計 孔徑天綫以其高增益和波束指嚮能力成為雷達和衛星通信的核心。本章重點分析瞭矩形和圓形孔徑的輻射特性，引入瞭孔徑效率的概念。詳細推導瞭均勻激勵和加權激勵（如餘弦加權、Taylor級數加權、均勻加權）對方嚮圖和旁瓣的影響，這是實現低旁瓣的關鍵。對喇叭天綫的模式轉換、喉部設計和阻抗匹配進行瞭深入探討，特彆是掃描波束所需的雙模喇叭。 第五章：微帶（貼片）天綫及其陣列化 微帶天綫因其輕薄、低剖麵、易於集成的特點，在移動終端和無綫局域網中占據主導地位。本章從傳輸綫模型和腔體模型兩個角度分析瞭矩形、圓形、三角形等基本貼片單元的諧振頻率和輻射機製。重點討論瞭解決貼片天綫的主要挑戰：帶寬受限、錶麵波損耗和效率問題。為此，詳細介紹瞭提高帶寬的技術，如厚介質層、疊層結構、槽縫加載、以及使用超材料介質。 第六章：陣列天綫理論與綜閤 陣列天綫是通過多個輻射單元有源或無源組閤以獲得高增益和靈活波束控製的手段。本章從互耦效應的角度齣發，分析瞭均勻直綫陣、平麵陣和共形陣列的理論。詳細闡述瞭陣因子（Array Factor）的計算方法，並介紹瞭實現特定方嚮圖的綜閤技術，包括薩爾茨伯裏（Sidelobe Canceller）和切比雪夫綜閤等。對於有源相控陣，討論瞭移相器、移幅器的選擇及其對波束掃描範圍和效率的影響。 第七章：寬帶與多頻段天綫技術 針對現代通信係統對帶寬日益增長的需求，本章聚焦於如何突破傳統諧振天綫的帶寬限製。全麵分析瞭螺鏇天綫、錐形螺鏇天綫、對數周期天綫（LPDA）的工作原理，這些是實現超寬帶（UWB）和頻譜覆蓋的關鍵。對於多頻段設計，詳細介紹瞭加載技術（如短路臂、容性加載）、多諧振模式設計、以及使用分形結構（如Sierpinski gasket, Koch麯綫）實現自標度多頻特性的方法。 第三部分：先進天綫技術與係統集成 本部分麵嚮前沿研究和復雜的係統級應用，關注新興技術對天綫設計的影響。 第八章：超材料與超錶麵天綫 超材料（Metamaterials）和超錶麵（Metasurfaces）為天綫設計提供瞭革命性的新自由度。本章首先解釋瞭負摺射率、等效電磁參數的提取方法。隨後，重點介紹瞭超錶麵天綫的設計原理，特彆是通過Huygens' Principle和Generalized Snell's Law來實現對電磁波的精確相位梯度控製。應用實例包括超薄透鏡天綫、寬角掃描平闆陣列以及對錶麵波進行調控的結構。 第九章：MIMO與大規模天綫係統（Massive MIMO） 在5G及未來通信中，多輸入多輸齣（MIMO）是提高係統容量和頻譜效率的核心技術。本章深入探討瞭MIMO係統的信道容量邊界。關鍵在於天綫單元的解耦與正交化。詳細分析瞭載體分離（Carrier Separation）、隔離度（Isolation）的概念，並研究瞭緊湊型天綫單元設計（如PIFA、環形）在有限空間內如何實現高特徵值分離度。對於大規模MIMO，討論瞭波束賦形（Beamforming）的硬件實現復雜度與算法效率之間的權衡。 第十章：電磁兼容性（EMC）與天綫集成 天綫不再是孤立的器件，而是嵌入到復雜的電子係統中。本章闡述瞭電磁兼容性（EMC）的原理及其對天綫性能的影響。分析瞭係統內部的耦閤機製，如共模電流輻射、電纜輻射和結構諧振。強調瞭在係統級層麵進行熱點（Hotspot）分析和屏蔽設計的重要性，確保天綫在實際工作環境中能維持其設計指標，特彆是對敏感接收鏈路的乾擾抑製。 --- 本書的特點在於理論深度與工程實踐的緊密結閤。每一章的理論推導後，都提供瞭豐富的工程實例和設計流程，旨在使讀者不僅理解“為什麼”這樣設計，更能掌握“如何”高效地完成設計和優化。對新一代無綫通信技術（如毫米波、太赫茲通信）所需的前瞻性技術進行瞭預留和探討。

作者簡介

鄧聖明博士

　　學曆：國立颱灣大學電機工程博士

　　經曆：銘傳大學電子係、大華技術學院電子係、資深工程顧問。

　　擁有國際與國內之專利數目超過50件
　　於國際知名期刊與會議發錶超過四十篇以上論文

蔡慶龍博士

　　學曆：國立颱灣大學電機工程博士

　　經曆：銘傳大學電子係、逢甲大學電機係、義守大學電機係、國防醫學院、資深工程顧問

　　於國際知名期刊與會議發錶超過四十篇以上論文

柏小鬆博士

　　學曆：美國俄亥俄州立大學電機博士

　　經曆：逢甲大學電機係所教授、逢甲大學電機係所主任兼所長、中正理工學院工學部主任

　　於國際知名期刊與會議發錶超過一百篇以上論文

邱政男博士

　　學曆：國立颱灣大學電機工程博士

　　經曆：元智大學通訊係教授、大葉大學電機係教授、資深工程顧問

　　於國際知名期刊與會議發錶超過一百篇以上論文
 

第1章 天綫的基礎知識
1-1 前言
1-2 HFSS17.0概述
1-3 短偶極天綫
1-4 半波偶極天綫
1-5 綫型天綫的微型化技術
參考文獻
 
第2章 平衡偶極天綫
2-1 前言
2-2 平衡偶極天綫設計
2-3 HFSS17.0模擬
2-4 參數調整
2-5 平衡偶極天綫實作
2-6 天綫量測
2-7 結果與討論
參考文獻
 
第3章 具介質共振體之摺疊式單極天綫
3-1 前言
3-2 理論論述
3-3 HFSS17.0模擬
3-4 結果與討論
參考文獻
 
第4章 微型化超寬頻天綫
4-1 前言
4-2 微型化超寬頻天綫I
4-3 微型化超寬頻天綫II
4-4 輻射場型
4-5 HFSS17.0模擬
參考文獻
 
第5章 適用於1575MHz和2.4GHz雙頻操作之短路環狀開槽天綫
5-1 前言
5-2 天綫設計
5-3 HFSS17.0模擬
5-4 結果與討論
5-5 結論
參考文獻
 
中英對照

评分☆☆☆☆☆

我是一名剛進入職場不久的 RF 工程師，入職前對天線設計的概念僅停留在書本上的理論，實際操作起來總是戰戰兢兢。幸運的是，我透過同事的推薦，入手瞭這本《天線設計與應用：使用ANSYS HFSS模擬器(3版)》。這本書的優點實在太多瞭，很難一一贅述。最讓我驚豔的是它對於天線理論與 HFSS 模擬的整閤度。它沒有像坊間許多書籍那樣，將理論與實操割裂開來，而是讓你在學習理論的同時，就能立刻透過 HFSS 進行驗證和實踐。書中挑選的幾個代錶性天線設計案例，涵蓋瞭從基礎到進階的各個層麵，每一個案例都詳細地闡述瞭其設計原理、結構特點，以及在 HFSS 中的詳細建模和參數設置步驟。我特別喜歡書中關於「模擬前」和「模擬後」的分析與解讀。例如，在進行模擬之前，它會引導你思考天線的預期工作頻段、阻抗匹配要求、以及主要的輻射方嚮，讓你對模擬結果有一個基本的預期。而在模擬完成後，書中對於迴波損耗、阻抗麯線、輻射效率、方嚮圖等關鍵指標的解讀，以及如何根據這些指標來判斷設計的優劣和進行優化，都給予瞭非常深刻的指導。這讓我不再是單純的軟體操作者，而是能夠真正理解模擬結果背後的物理意義，並據此提齣改進方案。這本書讓我對天線設計的信心大增，也讓我能夠更快地在實際工作中應用所學知識，解決遇到的挑戰。

评分☆☆☆☆☆

這本《天線設計與應用：使用ANSYS HFSS模擬器(3版)》的齣版，可以說是給我們這些在颱灣從事天線相關研究與開發的從業人員，注入瞭一劑強心針。以往要尋找一本兼具理論深度與實操廣度的中文教材並不容易，很多時候隻能依賴英文原文，不僅閱讀門檻高，而且很多本土化的案例與應用考量也較少。這本書的齣現，恰好填補瞭這個市場的空白。它的優勢在於，它不僅僅是針對 HFSS 軟體的「操作手冊」，更是一本將「天線科學」與「計算電磁學」緊密結閤的「實戰指南」。書中對於各種天線原理的闡釋，都非常到位，並且能夠很容易地與 HFSS 中的模型建立、激勵源設定、以及邊界條件選擇聯繫起來。我尤其讚賞書中對於「非理想情況」的討論，例如在實際製作中可能遇到的公差、材料損耗、以及環境影響等，這些內容在很多入門書籍中是較少涉及的，但對於工程師來說卻是至關重要的。書中透過 HFSS 模擬的結果，也展示瞭這些因素可能對天線性能造成的影響，並給齣瞭一些規避或減輕這些影響的方法。此外，書中的案例設計，也相當貼閤目前無線通訊領域的發展趨勢，例如對一些小型化、高增益、多頻段天線的介紹，對於我們在研發新一代通訊設備時，提供瞭非常有價值的參考。總體而言，這本書不僅是一本學習工具，更是一本激發創新思維的啟迪之書，對於颱灣天線設計領域的發展，有著積極的推動作用。

评分☆☆☆☆☆

這本《天線設計與應用：使用ANSYS HFSS模擬器(3版)》真的是太及時瞭！我最近剛開始接觸天線設計，以前都是靠論文和零散的教材，學起來總覺得斷斷續續的，很多概念都像是霧裡看花。但這本書不一樣，它的結構非常清晰，從最基礎的電磁波原理、天線基本參數開始，循序漸進地介紹各種常見天線的類型，像是偶極天線、單極天線、縫隙天線，甚至到比較進階的陣列天線和寬頻天線，每一個章節都像是一塊搭建起來的積木，讓你一塊一塊地往上疊。最讓我印象深刻的是，它不隻是理論的堆砌，而是非常注重實際操作，將 ANSYS HFSS 這個強大的模擬軟體融入瞭整個學習過程。書裡麵的範例都非常詳實，從建立模型、設定材料、網格剖分，到後處理參數的解讀，都有一步一步的操作指南，感覺就像是跟著一位經驗豐富的老師在旁邊手把手教學一樣。我之前用 HFSS 總是搞不清楚一些參數的意義，也不知道怎麼優化設計，看瞭這本書之後，我纔真正理解瞭迴波損耗、駐波比、輻射效率、增益、方嚮性等等這些重要參數背後的物理意義，也學會瞭如何透過調整天線結構和參數來達到預期的設計目標。對於正在從事或即將從事無線通訊、射頻工程、甚至物聯網相關領域的工程師或學生來說，這本書絕對是一本不可或缺的工具書，它能幫你快速建立起紮實的天線設計知識體係，並且讓你能夠實際應用這些知識，解決實際問題。

评分☆☆☆☆☆

說實話，我對這種軟體操作類的書籍嚮來沒有太高的期望，很多時候都寫得太過枯燥，或者範例不夠貼近實際。但《天線設計與應用：使用ANSYS HFSS模擬器(3版)》這本書，真的讓我颳目相看。它巧妙地將理論知識與軟體實操結閤得天衣無縫。我尤其欣賞它對於 HFSS 軟體操作的細膩描述，很多初學者容易卡住的地方，比如幾何模型的精確建立、複雜材料參數的定義、以及如何根據不同問題選擇閤適的求解器和邊界條件，書中都給予瞭非常清晰且易於理解的說明。我之前在做一個微帶貼片天線的設計時，怎麼調參都達不到預期的頻率，看瞭書裡針對類似模型的優化案例，纔發現是某個參數的設定齣瞭問題，而且書裡還補充瞭很多調參技巧，像是如何利用參數掃描來尋找最佳設計點，以及如何透過觀察近場和遠場圖來判斷天線的性能。不隻是單純的複製貼上操作，它還會引導你去思考，為什麼要這樣做，這樣做的原理是什麼。而且，書中的案例涵蓋瞭不同類型的天線，從簡單的單極天線到稍微複雜的環形天線和螺鏇天線，讓我有機會在一個統一的架構下，學習到不同結構的設計方法和模擬技巧。這對於提升我的解決問題能力和獨立設計能力非常有幫助。總之，這本書對於想要深入瞭解並掌握 HFSS 進行天線設計的讀者來說，絕對是一份寶貴的資源，它不僅教會你「如何做」，更重要的是教會你「為什麼要這麼做」。

评分☆☆☆☆☆

我一直對天線設計充滿好奇，總覺得這是一個既神秘又迷人的領域。但是，要從零開始學習，真的不是一件容易的事。過去我嘗試過看一些相關的學術論文，但發現它們的語言太過專業，很多術語和數學公式讓我望而卻步。直到我偶然間看到這本《天線設計與應用：使用ANSYS HFSS模擬器(3版)》，我纔找到瞭能夠引導我入門的鑰匙。書的編寫風格非常平易近人，作者用比較通俗易懂的語言，講解瞭天線的基本原理，像是為什麼天線需要特定的形狀和尺寸，不同頻率下電磁波的傳播特性等等。更重要的是，它把 ANSYS HFSS 這個強大的模擬工具，變成瞭一個幫助我理解理論的「實驗室」。書中的每一個實操步驟，都寫得非常詳細，讓我能夠跟著一步一步操作，從建立一個簡單的偶極天線，到設計一個更複雜的微帶天線。我發現，當我能夠親手在軟體中建立模型，觀察模擬結果，並且嘗試修改參數時，那些原本抽象的理論知識，立刻就變得生動起來，我能夠更直觀地感受到不同設計參數對天線性能的影響。例如，當我改變瞭微帶貼片的尺寸，觀察迴波損耗麯線的變化，我纔真正理解瞭阻抗匹配的重要性。這本書讓我從一個對天線一無所知的門外漢，逐漸變成一個能夠初步理解和操作天線設計軟體的人，這種成就感真的難以言喻。對於和我一樣，想要跨入天線設計領域，又不知道從何開始的讀者來說，這本書絕對是你們的絕佳選擇。