实用天线工程技术

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出版者:西安电子科技大学出版社
作者:倶新德
出品人:
页数:610
译者:
出版时间:2015-4
价格:0
装帧:平装
isbn号码:9787560633879
丛书系列:
图书标签:
  • 工程技术
  • 天线
  • antenna
  • 天线工程
  • 天线设计
  • 射频技术
  • 无线通信
  • 电磁场
  • 天线测量
  • 微波技术
  • 天线仿真
  • 工程技术
  • 通信工程
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具体描述

《实用天线工程技术》共10章,重点介绍天线的物理概念,设计图表、曲线,天线的具体结构和尺寸,主要电性能。书中天线的种类和实例繁多,内容极为丰富且新颖,对常规天线都赋予了许多新内容,许多章节(如赋形波束天线、基站天线、同轴缝隙天线阵等)都是首次与读者见面。《实用天线工程技术》既是一本专著,又具有科普性,可读性和可操作性特别强。

《无线通信系统设计与优化》 本书深入探讨了现代无线通信系统的核心原理、关键技术与实际应用。在内容上,它侧重于系统层面的设计、分析与性能优化,而非单一的天线组件。 第一部分:无线传播模型与信道特性 本部分首先介绍了电磁波在不同环境下的传播机制,包括自由空间传播、地面反射、衍射、散射等现象。详细阐述了多种常用的传播模型,如Okumura-Hata模型、COST 231 Hata模型、Ray Tracing模型等,并分析了它们在不同场景下的适用性与局限性。接着,深入剖析了无线信道的时域与频域特性,包括多径效应(延迟扩展、相干带宽)、多普勒效应(相干时间、相干频率)、衰落(瑞利衰落、莱斯衰落)等,这些特性对系统性能有着至关重要的影响。最后,讨论了信道测量与建模技术,为后续的系统设计提供准确的理论依据。 第二部分:调制解调技术与信号设计 本部分详细介绍了各类数字调制解调技术,包括幅移键控(ASK)、频移键控(FSK)、相移键控(PSK)、正交幅度调制(QAM)及其变种。深入分析了这些调制方式的功率谱密度、带宽效率、抗噪声性能等关键指标,并对比了它们在不同应用场景下的优劣。此外,本书还涵盖了先进的调制方案,如正交频分复用(OFDM)及其在4G/5G通信中的应用,详细阐述了OFDM的原理、优点以及在多径信道下的鲁棒性。信号设计方面,则关注了频谱整形、脉冲压缩、编码与解码等技术,旨在最大化频谱利用率并提高信号的可靠性。 第三部分:信道编码与纠错技术 本部分致力于提升通信系统的抗干扰能力。详细介绍了卷积码、分组码(如 BCH 码、RS 码)等经典纠错编码技术,并深入讲解了译码算法(如 Viterbi 译码、硬判决/软判决译码)。在此基础上,本书重点介绍了现代通信系统广泛采用的低密度奇偶校验码(LDPC)和极化码(Polar Code),深入分析了它们的编码结构、译码复杂度以及接近香农极限的优异性能。此外,还探讨了交织技术在解耦突发错误、提高纠错效率方面的作用。 第四部分:多址接入技术与频谱管理 本部分聚焦于如何在有限的频谱资源下,允许多个用户共享通信链路。详细对比分析了时分多址(TDMA)、频分多址(FDMA)、码分多址(CDMA)等传统多址技术,并重点介绍了正交频分多址(OFDMA)在4G/5G系统中的核心地位,阐述了其如何通过将频带划分为多个子载波来支持大量用户的高效接入。同时,本部分也探讨了基于动态频谱接入(DSA)的认知无线电技术,以及干扰协调、功率控制等频谱管理策略,以期更有效地利用频谱资源,提升系统容量。 第五部分:无线网络架构与协议栈 本部分从宏观层面审视无线通信系统的构建。详细阐述了蜂窝通信网络(如2G、3G、4G、5G)的演进历程、基本架构,包括基站、核心网、用户终端等组成部分。深入讲解了无线接入网(RAN)的协议栈,如MAC层、RLC层、PDCP层等,分析了它们在数据传输、调度、切换等方面的作用。此外,还探讨了其他无线网络技术,如Wi-Fi、蓝牙、低功耗广域网(LPWAN)等,分析了它们在不同应用场景下的定位与协同。 第六部分:MIMO与波束成形技术 本部分聚焦于提高频谱效率和通信可靠性的关键技术。深入解析了多输入多输出(MIMO)技术的基本原理,包括空间复用、空间分集等,并详细阐述了不同MIMO配置(如2x2, 4x4)对系统性能的影响。在此基础上,本书重点介绍了大规模MIMO(Massive MIMO)技术,揭示了其如何通过增加天线数量来显著提升容量和覆盖范围。波束成形技术作为MIMO的重要补充,本书也进行了详尽的阐述,包括数字波束成形、模拟波束成形和混合波束成形,以及它们在定向传输、干扰抑制方面的应用。 第七部分:无线系统性能分析与优化 本部分将前述的技术知识融会贯通,进行系统的性能评估与优化。详细介绍了评价无线通信系统性能的关键指标,如吞吐量、时延、误码率、连接成功率、覆盖范围等。通过建立数学模型,分析了影响这些指标的各种因素,如信噪比(SNR)、信干比(SINR)、干扰等。本书还提供了多种性能优化策略,包括功率控制、调度算法优化、链路自适应(AMC)、切换参数调整等,旨在最大化系统的整体性能,满足日益增长的用户需求。 第八部分:新兴无线通信技术 本部分展望了无线通信技术的未来发展方向。详细介绍了5G及未来6G通信的关键技术,如毫米波通信、超密集组网(UDN)、可见光通信(VLC)、人工智能在无线通信中的应用(如智能调度、信道预测)、以及与物联网(IoT)、车联网(V2X)等深度融合的场景。探讨了这些新兴技术将如何重塑我们的通信体验,并为智能社会的发展提供支撑。 本书的编写力求理论联系实际,通过丰富的图表和实例,帮助读者深入理解无线通信系统的复杂性,并掌握分析和设计高效无线通信系统的能力。它适合通信工程、电子工程、计算机科学等相关专业的学生、研究人员以及从事无线通信系统设计、开发和优化的工程师阅读。

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目录信息

目录
第1章基站天线
1.1移动通信和移动通信天线的相关知识
1.1.1移动通信及通信天线的发展概况及方向
1.1.2基站天线的相关技术
1.2单极化基站天线
1.2.1用线形λ0/2长偶极子构成的基站天线阵
1.2.2用贴片天线构成的基站天线
1.2.3高F/B比基站天线
1.2.4利用三角波导上的横向缝隙实现基站天线的120°扇区波束
1.2.5 由近耦合渐变缝隙构成的六扇区天线
1.3宽带单极化基站天线
1.3.1 由有调谐支节的U形辐射单元构成的宽带基站天线
1.3.2 由不等间距线阵构成的宽带基站天线
1.3.3 由开缝贴片构成的宽带单极化基站天线
1.4双频和三频基站天线
1.4.1 由偶极子构成的双频基站天线
1.4.2 由角反射器天线构成的水平面宽波束和双频基站天线
1.4.3由贴片构成的双频基站天线
1.4.4三频基站天线
1.5单频双极化基站天线
1.5.1用偶极子构成的双极化基站天线
1.5.2用正交缝隙构成的双极化基站天线
1.5.3用贴片构成的双极化基站天线
1.6双频双极化基站天线
1.6.1 由倾斜菱形偶极子和正交偶极子构成的双频双极化基站天线
1.6.2 由双层双列正交偶极子构成的双频双极化基站天线
1.6.3 2.4 GHz和5 GHz极化分集偶极子天线
1.6.4 由正交偶极子构成的双频四极化基站天线阵
1.6.5 由圆环和印刷偶极子构成的双频双极化基站天线
1.7双波束基站天线
1.8双向基站天线
1.8.1公路、铁路沿线使用的双向天线
1.8.2在隧道、地铁等地下狭长通道中使用的双向天线
1.9基站天线的波束下倾
1.9.1基站天线波束下倾的好处及实现方法
1.9.2基站天线电波束下倾角度的计算及实现方法
1.9.3天线下倾应注意的问题
1.9.4天线下倾角a的计算
1.9.5电下倾和机械下倾的比较
1.10基站天线的无源交调干扰
1.10.1互调干扰简介
1.10.2在天线中产生互调的原因
1.10.3扼制PIM的方法
1.11基站分集技术
1.11.1采用分集技术的原因
1.11.2分集技术的概念
1.11.3空间分集
1.11.4极化分集
1.11.5空间和极化分集组合基站天线阵
1.12基站天线增益与覆盖距离的关系
1.12.1 dBm与dBmV和dBFV的关系
1.12.2 自由空间路径损耗
1.12.3平面地上的路径损失
1.12.4基站发射天线增益的计算
1.12.5基站发射天线增益与通信距离的关系
1.13基站天线的选型及安装架设
1.13.1基站天线的选型原则
1.13.2减少基站天线之间相互干扰的方法
1.13.3基站天线的安装架设
1.14基站天馈系统的组成
1.15基站天馈系统VSWR的现场测量
1.15.1测量基站天线VSWR的环境
1.15.2铁塔上测量
1.15.3地面测量
1.15.4机房天馈系统VSWR的测量
1.15.5造成VSWR超标的原因
1.16基站天线的共用技术和天线之间的隔离度
1.16.1天线的共用技术的定义
1.16.2共用的实现
1.16.3天线之间的隔离度
1.17网络优化对基站天线的要求
参考文献
第2章赋形波束天线
2.1综合低副瓣天线阵使用的道尔夫一切比雪夫分布
2.1.1概述
2.1.2切比雪夫天线阵的几个参数
2.1.3等间距切比雪夫天线阵的有关设计数据
……
第3章环天线
第4章对数周期天线
第5章全向天线
第6章水平偶极子天线
第7章贴片天线
第8章短背射天线
第9章八木天线
第10章缝隙天线
参考文献
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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这本书的语言风格实在是过于晦涩和陈旧,读起来有一种阅读上世纪八十年代技术手册的感觉。大量的被动语态和冗长的从句,使得原本就比较抽象的电磁波概念变得更加难以捉摸。我发现自己不得不频繁地查阅专业词典,来确定某些术语的精确含义,因为作者似乎偏爱使用一些已经不再主流的、略显生僻的专业名词。例如,在描述天线效率时,书中使用的某些描述性词汇,在现代射频文献中早已被“增益”、“方向性系数”等更明确的指标所取代。一个真正的“工程技术”读物,应当力求用最简洁、最现代的语言,将复杂的技术要点传递给读者。我希望书中能多出现一些清晰的流程图,或者用表格对比不同馈电方式(如微带线馈电与共面波导馈电)在实际制造公差下的性能差异。这本书,与其说是一本教授新技术的指南,不如说是一份对既有知识的“考古记录”,对于希望跟上5G乃至未来毫米波技术发展的工程师来说,时效性和可读性都存在着巨大的挑战。

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关于仿真和优化部分的处理,这本书的力度远远没有达到我的期望。现如今,任何天线设计都离不开CST、HFSS等电磁仿真软件的辅助。这本书却只是轻描淡写地提及了有限元法(FEM)和矩量法(MoM)的基本原理,并没有深入探讨如何在这些主流仿真工具中,有效地设置边界条件、收敛标准,以及如何对仿真结果进行后处理,以提取出我们真正需要的参数。比如,书中对于“网格划分”对结果精度的影响,仅仅是一笔带过,没有给出任何关于“细化到哪个程度是足够经济且准确”的经验准则。对于一个实际应用者来说,知道原理固然重要,但更关键的是知道“如何操作”以及“如何避免常见的仿真陷阱”。这本书仿佛停留在软件出现之前的时代,只关注理论模型的完美,却忽略了数字世界中,如何将理论模型转化为一个可信赖的物理实现。这种对现代设计流程的脱节,使得这本书在“技术”层面的实用价值大打折扣。

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这本号称“实用”的工程技术书籍,我原本是满怀期待地翻开的,毕竟在这个射频和微波领域,清晰、直观的实践指导是稀缺资源。然而,读完前几章,我的心情可谓是五味杂陈。它似乎更侧重于对基础理论的罗列,那些经典的麦克斯韦方程组的推导,以及波导的模式分析,虽然严谨,但对于一个急需解决现场问题、优化现有天线阵列的工程师来说,这些内容显得有些过于“学术化”。举个例子,书中花费了大量的篇幅讨论了理想偶极子的辐射特性,并引入了复杂的复变量函数来描述远场分布,这对于我这种更关注如何根据特定环境(比如城市峡谷效应)选择合适的八木天线或者设计一个低剖面相控阵的应用型读者而言,帮助实在有限。我期待看到的是关于材料选择的经验之谈,比如在不同温度和湿度下,介质基板的损耗因子如何变化,或者在实际加工中,PCB走线精度对天线带宽的实际影响曲线。书中的图例也大多是理想化的仿真结果,缺乏实际的测试数据对比,让我对“实用”二字产生了深深的疑问。总而言之,它更像是一本为研究生准备的教材,而非供一线工程师案头常备的工具书,深度有余,而“接地气”的广度则明显不足。

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我购买这本书的另一个主要目的是想深入了解特定应用场景下的天线设计策略,比如车载GPS天线或者无人机载的低功耗通信天线。这本书虽然提到了“应用”,但内容极其笼统。在讲解微带贴片天线时,它详细分析了基板厚度对谐振频率的影响,但对于如何设计一个能在-40℃到85℃温度范围内保持S11参数稳定的方案,却只字未提。真正的工程问题往往是多物理场耦合和环境适应性的较量。我期待能看到一些关于结构抗振动、抗热形变的机械结构设计建议,或者如何通过特殊的封装技术来抑制表面波的传播,从而提高系统的鲁棒性。这些在实际产品开发中决定成败的关键要素,在书中几乎找不到任何实质性的探讨。与其花费大量篇幅去证明一个已经广为人知的基础公式,不如用这些空间去分享一些宝贵的、经过反复试错才得出的“工程窍门”。这本书在“工程”的落脚点上,显得有些空泛和理想化了。

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坦白说,我对这本书的排版和内容组织感到非常困惑。开篇花了将近三分之一的篇幅去介绍电磁兼容性(EMC)的基础概念,这本身无可厚非,但将其置于“天线工程技术”的核心章节之前,使得阅读的逻辑主线非常跳跃。我希望看到的是从天线的基本结构、辐射原理入手,逐步过渡到不同类型天线的具体设计流程,例如Vivaldi天线或螺旋天线的尺寸优化步骤。这本书却像是一本将几份不相关的技术文档强行拼凑在一起的合集。更令人抓狂的是,当涉及到实际的阻抗匹配网络设计时,作者仅仅给出了一个L-C串联谐振的基本电路图,然后就戛然而止,完全没有提及如何根据实际测量到的复数阻抗值,通过史密斯圆图进行高效的转换,也没有讨论高Q值元件在宽带应用中的寄生效应处理方法。我感觉自己像是在一个装修工地,看到了一堆高级的建筑材料,但就是找不到一张清晰的施工蓝图,让人无从下手去构建一个可靠的系统。这种内容上的“碎片化”处理,极大地影响了学习的连贯性和知识的吸收效率。

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