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[美] 弗兰克·B.格罗斯(Frank.B.Gros 著

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• 天线工程
• 射频电路
• 微波技术
• 电磁场与电磁波
• 无线通信
• 天线理论
• 天线仿真
• 5G/6G
• 天线测试

店铺： 文轩网教育考试专营店

出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118109337

商品编码：25569916702

出版时间：2016-12-01

作  者:(美)弗兰克·B.格罗斯(Frank.B.Gross) 编著；曹祥玉 等 译 定  价:128 出 版 社:国防工业出版社 出版日期:2016年12月01日 页  数:369 装  帧:平装 ISBN:9787118109337 ●第1章超宽带天线阵
●1.1引言
●1.1.1周期阵列中的栅瓣
●1.1.2紧耦合宽带天线阵
●1.1.3早期非周期阵列设计方法
●1.2多频段和超宽带阵列设计基础
●1.2.1分形理论及其在阵列天线设计中的应用
●1.2.2非周期布阵理论
●1.2.3优化技术
●1.3现代超宽带阵列设计技术
●1.3.1多维分形阵列
●1.3.2基于幂级数表示法的阵列设计
●1.3.3基于非周期布阵的阵列设计
●1.4超宽带阵列设计实例
●1.4.1直线、平面多维分形阵列实例
●1.4.2线性RPS阵列设计实例
●1.4.3基于非周期布阵的平面阵列
●1.4.4基于非周期布阵的三维立体阵列
●1.5全波仿真和超宽带设计实验验证
●1.5.1RPS阵列全波仿真优化
●部分目录

内容简介

《下一代天线设计与工程》主要致力于讲述目前发展中的前沿天线设计和数值方法。书中的许多概念都是近年来才产生的，而且仍处于飞速发展的阶段。
在《下一代天线设计与工程》中，读者可以了解到许多天线领域的前沿方法和应用，例如，使用不规则形状、多边形状和非周期几何结构的超宽带天线阵，借助信号处理方法的智能天线，Vivaldi天线阵的新发展，有效介质模型的人工磁导体和高阻抗表面应用，超材料天线的新发展，使用遗传算法的生物天线设计方法，可重构天线，医学中的天线——曲线可吸收胶囊天线，高效的漏波天线，可以使电场产生和消失的等离子天线，以及利用时域、频域和共形区域分解方法的新天线数值方法。
(美)弗兰克·B.格罗斯(Frank.B.Gross) 编著；曹祥玉 等 译 Frank·B.Gross，弗兰克.B.格罗斯是ArgonST的不错科学家，研究领域包括智能天线、定向天线设计、超材料以及电波传播。他于1982年在俄亥俄州立大学取得博士学位，而后执教于佛罗里达州立大学，并在电磁场、天线、静电场、智能天线和雷达领域从事研究工作。在执教18年后，格罗斯博士转行进入工业界发展。他的工作经历包括佐治亚技术研究院（GTRI）不错研究工程师、MITRE集团领衔工程师和SAIC首席科学家。
曹祥玉，空军工程大学教授、博士生导师、空军科技专家，IEEESeniorMember，中国电子学会不错会员，中国电子学会天线分会委员。长期从事天线与电磁兼容方面的教学和科研，主等

《无线通信的未来：突破性天线技术与应用》 内容概要 本书深入探讨了当今无线通信领域最前沿的天线设计与工程技术，旨在为读者勾勒出下一代无线网络的核心基石。随着5G、6G乃至更远未来通信技术的飞速发展，对高效率、高性能、小型化、智能化天线的需求呈现爆炸式增长。本书将系统性地阐述驱动这一变革的关键技术原理、先进的设计方法、精密的工程实践以及广阔的应用前景，为相关领域的科研人员、工程师、产品开发者以及对无线通信技术感兴趣的读者提供一份权威且全面的参考。 第一章：下一代无线通信网络的需求与挑战 本章将首先审视当前及未来无线通信网络的核心驱动力，包括数据流量的指数级增长、用户体验的持续提升、物联网（IoT）设备的广泛普及、新兴应用（如增强现实/虚拟现实（AR/VR）、自动驾驶、远程医疗）的崛起等。在此基础上，深入分析这些需求对无线通信系统带来的严峻挑战，尤其是对频谱效率、网络容量、连接密度、能效以及通信可靠性提出的更高要求。我们将重点剖析传统天线技术在应对这些挑战时的局限性，并由此引出下一代天线技术发展的迫切性和重要性，为后续章节的技术探讨奠定基础。 第二章：先进天线原理与设计方法 本章将聚焦于支撑下一代天线设计的核心科学原理和创新设计理念。我们将从电磁波传播理论的基础出发，深入讲解天线辐射机理、阻抗匹配、方向性、增益、极化等关键性能参数。在此基础上，将重点介绍近年来涌现出的先进天线技术，包括但不限于： 大规模 MIMO（Massive MIMO）天线系统： 详细阐述大规模 MIMO 的架构、原理、增益机理（如空间复用、空间分集、波束成形），以及其在提升频谱效率和覆盖范围方面的巨大潜力。我们将讨论不同的大规模 MIMO 配置，如基于阵列（AF）和基于用户的（UF）大规模 MIMO。 智能天线（Smart Antennas）与波束成形（Beamforming）： 深入剖析智能天线的概念，特别是自适应波束成形（ABF）、电子扫描波束成形（ESBF）等技术。讲解如何通过动态调整天线阵列的幅度和相位来精确控制信号的方向，从而实现用户跟踪、干扰抑制和信号增强。我们将探讨数字波束成形（DBF）、模拟波束成形（ABF）和混合波束成形（HBF）的优缺点及应用场景。 可重构天线（Reconfigurable Antennas）： 介绍可重构天线的概念，即天线能够根据工作环境或通信需求动态改变其工作频率、极化方式、辐射方向图或阻抗等参数。我们将详细探讨实现可重构性的技术手段，如使用开关、PIN二极管、变容二极管、MEMS（微机电系统）开关、相变材料、液晶等。 超材料（Metamaterials）与超表面（Metasurfaces）天线： 深入解读超材料和超表面作为下一代天线设计的革命性材料和结构。讲解这些人工设计的结构如何实现对电磁波的奇异操控，从而设计出体积更小、性能更优、功能更强大的天线，例如实现负折射率、完美吸收、全息成像等。 多频段与宽带天线技术： 探讨如何在单个天线单元中实现多个频段的工作能力，或在极宽的频率范围内保持良好的性能，以满足未来通信系统对频谱灵活性和集成度的要求。我们将介绍多谐振天线、对数周期天线、螺旋天线等宽带天线的设计原理。 天线小型化技术： 随着移动设备和物联网设备的不断小型化，对天线尺寸的要求也越来越严苛。本章将介绍各种小型化天线的原理和设计技巧，如加载技术（感性加载、容性加载）、微带天线、贴片天线、倒F天线（IFA）等。 第三章：高性能天线工程实践与优化 理论设计需要精密的工程实践来落地。本章将侧重于下一代天线设计的工程化流程和优化技术。 电磁仿真与建模： 详细介绍当前主流的电磁仿真软件（如CST, HFSS, FEKO等）在天线设计中的应用，包括模型建立、参数扫描、优化算法的使用。我们将讨论不同仿真方法的适用性及精度问题。 天线布局与集成： 探讨天线在复杂无线通信设备（如智能手机、基站、无人机）中的合理布局与集成问题。分析天线间的互耦、人体效应、外壳材料对天线性能的影响，以及如何通过优化布局和隔离技术来解决这些问题。 制造工艺与材料选择： 深入研究制造工艺（如PCB制造、3D打印、金属加工）对天线性能的影响，以及不同材料（如介质材料、导体材料、吸波材料）在天线设计中的选择原则。 天线测试与验证： 详细介绍天线性能测试的标准方法和常用设备，包括近场/远场测试、阻抗/S参数测试、方向图测试、SAR（比吸收率）测试等。强调测试结果与仿真结果的比对与分析。 系统级性能优化： 从系统整体的角度出发，讨论如何通过天线设计与射频前端、信号处理等模块的协同优化，来最大化无线通信系统的整体性能。 第四章：下一代天线技术的创新应用 本章将展望下一代天线技术在各个关键领域的创新应用，展示其改变未来生活的巨大潜力。 5G/6G 核心网络： 重点阐述下一代天线技术如何赋能5G/6G网络的关键特性，如超高带宽、超低时延、海量连接、超高可靠性。具体将讨论天线在毫米波通信、太赫兹通信、室内覆盖、室外覆盖、基站Massive MIMO天线阵列等方面的应用。 物联网（IoT）与智慧城市： 探讨如何利用小型化、低功耗、多频段的天线技术，实现大规模物联网设备的互联互通，构建智慧交通、智能家居、智能电网、环境监测等应用场景。 自动驾驶与车联网（V2X）： 分析高可靠性、高精度定位、低时延通信的天线技术在自动驾驶和车联网通信中的作用，包括车辆间的通信、车辆与基础设施的通信、车辆与网络的通信。 增强现实/虚拟现实（AR/VR）： 阐述高带宽、低时延天线技术如何支持沉浸式的AR/VR体验，解决数据传输瓶颈问题。 卫星通信与空间探索： 介绍先进天线技术在卫星通信、深空探测、地面卫星接收站等领域的应用，实现更远距离、更高带宽的通信。 新兴应用： 探讨如医疗健康（远程手术、可穿戴设备）、工业自动化（智能制造、机器人）、能源管理等领域中，下一代天线技术可能带来的颠覆性变革。 第五章：未来展望与挑战 本章将对下一代天线技术的发展趋势进行前瞻性分析，并指出当前面临的关键挑战。我们将讨论诸如人工智能（AI）在天线设计与优化中的应用、软件定义天线（SDA）、能量采集天线、生物兼容天线等前沿概念。同时，也将审视在材料科学、制造工艺、标准化、频谱管理、功耗优化以及成本控制等方面存在的潜在障碍，并提出未来研究和发展的方向，为读者勾勒出无线通信技术更广阔的未来图景。 本书力求语言严谨、逻辑清晰、内容翔实，既有深入的理论分析，也有具体的工程实践指导。通过对这些内容的全面梳理与探讨，期望能激发读者对下一代天线技术更深入的思考与研究，共同推动无线通信事业迈向新的高峰。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面上写着“下一代天线设计与工程”，光是这个名字就足以让我充满期待。作为一名无线通信领域的初学者，我对天线技术一直抱有浓厚的兴趣，但往往觉得入门门槛很高，许多专业术语和复杂的理论让我望而却步。然而，我在这本书中看到的，是一种循序渐进、由浅入深的学习路径。它不仅仅是罗列公式和定理，更像是为你搭建了一个坚实的知识框架，让你能够理解天线为何是这样设计的，背后的原理是什么。 书中似乎详细阐述了从基础的电磁波理论，到各种天线类型（如偶极天线、单极天线、环形天线等）的原理和特性，再到更复杂的阵列天线和智能天线技术。我特别关注其中关于“下一代”的表述，这意味着它应该涵盖了当前最前沿的研究方向和技术趋势，比如5G、6G通信中所需的新型天线，以及一些新兴的应用领域，比如物联网（IoT）、雷达系统、甚至是一些与空间通信相关的天线技术。 从目录来看，这本书的章节安排非常合理，似乎从最基本的天线参数（如增益、方向图、阻抗匹配）讲起，然后逐步深入到设计流程、仿真工具的使用，以及实际的制造和测试过程。这对于我这种想要将理论付诸实践的人来说，无疑是巨大的福音。我期待书中能够提供丰富的实例和案例研究，让我能够更好地理解抽象的理论概念，并学习如何将其应用于实际的天线设计问题中。 让我感到惊喜的是，书中对“工程”这个词的侧重。这意味着它不仅仅停留在理论层面，而是更注重天线在实际应用中的可行性和优化。这可能包括了对材料选择、制造工艺、环境适应性（如温度、湿度、振荡）、甚至是如何考虑成本和功耗等方面的深入探讨。这样的全面性，对于真正从事天线工程工作的人来说，是必不可少的。 总体来说，这本书给我的感觉是非常扎实和全面的。它没有回避复杂的技术细节，但又以一种清晰易懂的方式呈现出来。我希望能从中获得关于如何分析和优化天线性能的实用技巧，以及对未来天线技术发展趋势的深刻洞察。这本书很可能是我在天线设计领域深入学习和探索的重要参考资料。

评分☆☆☆☆☆

这本书的名字——“下一代天线设计与工程”，光是听着就觉得充满了科技感和未来感。我是一名对新兴技术充满好奇的学生，虽然对天线领域的专业知识还处于初步了解阶段，但这本书的标题却立刻吸引了我，让我渴望去一探究竟。我一直觉得天线是无线通信的“灵魂”，它们无声无息地工作着，却连接着我们生活的方方面面。 我尤其对“下一代”这三个字感到好奇。它是否意味着这本书会揭示一些颠覆性的天线设计理念？比如，那些能够实现超高带宽、超低延迟通信的天线？或者是那些可以大幅提升通信效率和覆盖范围的智能天线？我希望书中能够用一种生动易懂的方式，为我解释这些前沿概念的原理，以及它们将如何改变我们未来的通信方式。 “设计与工程”的组合，则预示着这本书并非只是纸上谈兵。我期待它能详细介绍天线从构思到实现的全过程，包括如何进行数学建模、如何利用软件进行仿真模拟，以及在实际制造过程中可能遇到的各种挑战。我希望通过这本书，我能够学习到一些实用的设计技巧，了解工程实现中的关键要素，并对如何将理论转化为实际产品有一个更清晰的认识。 我个人对一些新兴的应用领域非常感兴趣，比如5G、6G通信，以及未来的空间互联网等。我希望这本书能够深入探讨在这些领域中，天线技术需要满足哪些特殊的性能要求，以及有哪些创新的解决方案正在被开发。如果书中能够提供一些具体的案例研究，那将对我理解这些复杂的技术有极大的帮助。 总而言之，这本书给我的第一印象是既有深度又有广度，既关注理论创新，又注重工程实践。它很可能是一本能够激发我学习兴趣，并为我在天线技术领域打下坚实基础的优秀教材。

评分☆☆☆☆☆

这本《下一代天线设计与工程》的书名，犹如一把钥匙，打开了我对无线通信领域未来发展的想象空间。作为一名在学术界深耕多年的研究者，我一直致力于探索通信技术的前沿，而天线作为核心组成部分，其每一次技术革新都牵动着整个行业的神经。这本书的标题，恰恰点出了我所关注的重点——“下一代”的创新与“工程”的落地。 我最感兴趣的是书中对于“下一代”天线技术的定义和预测。这是否意味着它会深入探讨诸如相控阵、智能表面、可重构天线等技术在未来通信系统中的应用潜力？又或者，它会关注那些更具颠覆性的概念，例如基于新型材料（如超材料）的天线，抑或是与量子通信、太赫兹通信相结合的天线设计？我期待书中能够提供具有前瞻性的理论分析和技术展望，为我们未来的研究方向提供启发。 “设计与工程”的并列，也正是我所看重的。一本优秀的天线技术书籍，不应仅仅停留在理论公式的推导，更需要关注如何将理论转化为实际可行的工程方案。我希望书中能够包含详细的设计流程、先进的仿真方法（如FDTD、FEM等），以及在实际制造、测试过程中可能遇到的关键挑战和解决方案。比如，如何在高频段实现精确的阻抗匹配，如何优化天线的效率和增益，以及如何进行电磁兼容性（EMC）设计等。 此外，我非常期待书中能够对天线在不同应用场景下的特性进行深入分析。例如，在5G/6G大规模MIMO系统中，天线阵列的设计和优化；在物联网设备中，对小型化、低功耗天线的需求；以及在航空航天、自动驾驶等领域，对高性能、抗干扰天线的特殊要求。这些具体的应用案例，将有助于我更好地理解天线技术在现实世界中的价值和意义。 总而言之，这本书给我的感觉是内容严谨、方向明确，并且极具前沿性和实践性。它很可能是一本能够帮助我深入理解下一代天线技术的发展趋势，并为解决未来工程难题提供重要参考的学术著作。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计简洁而现代，透着一股专业的气息。“下一代天线设计与工程”这个标题，立刻抓住了我的眼球。作为一名在无线通信领域摸爬滚打多年的工程师，我深知天线技术的重要性，也一直在关注其最新的发展动态。市面上关于天线的书籍不少，但很多要么过于理论化，要么只停留在现有技术层面，缺乏对未来发展趋势的深入探讨。 我之所以对这本书抱有如此大的兴趣，是因为它强调了“下一代”这个概念。这似乎意味着它不仅仅是在讲解现有成熟的天线技术，更是要去探索那些尚未普及但具有巨大潜力的前沿领域。例如，书中是否会涉及更高频段（如THz）天线的设计挑战？或者关于自适应波束成形、智能表面、多功能天线等概念的详细介绍？我希望这本书能为我提供一种全新的视角，让我能够更好地理解未来通信系统对天线提出的新要求。 “设计与工程”的结合，也让我看到了这本书的实用价值。我期待书中能有详细的设计流程、仿真方法、以及实际制造和测试方面的指导。毕竟，理论研究固然重要，但最终能否转化为实际的产品，还需要扎实的工程实践。我希望书中能有丰富的图表、仿真结果和案例分析，帮助我理解复杂的设计理念，并学习如何将其应用到实际工作中。 我特别关注书中对于“工程”层面的论述。这是否意味着书中会探讨天线在各种严苛环境下的性能表现？比如，在恶劣的工业环境下，或者在高速移动的载波平台上，天线的设计需要考虑哪些特殊因素？如何进行鲁棒性设计，确保天线在各种条件下都能稳定工作？这些都是我们在实际项目中经常会遇到的难题。 总的来说，这本书给我的感觉是内容丰富、前瞻性强，并且注重理论与实践的结合。它很可能是一本能够帮助我拓宽视野、提升技能，并为迎接未来天线技术挑战做好准备的宝贵参考。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书，第一感觉是它的分量和厚度。封面上的“下一代天线设计与工程”几个字，透着一股技术革新的气息。我一直觉得天线这东西，虽然看似简单，但里面学问可大着呢。从我们日常用的手机、Wi-Fi路由器，到更复杂的通信基站、卫星，再到雷达系统，无处不见它的身影。而“下一代”这三个字，则暗示了这本书不仅仅是回顾历史，更是要展望未来，去触碰那些引领技术潮流的前沿概念。 我特别好奇的是，书中是如何去定义和阐述“下一代”天线的？是关于更高频率的应用，比如毫米波甚至太赫兹频段？还是关于更智能、更灵活的天线技术，比如自适应天线、可重构天线？又或者是关于集成度更高、功耗更低的天线解决方案，以满足日益增长的物联网设备和移动终端的需求？我希望书中能有清晰的讲解，让我明白这些“下一代”技术的核心原理和潜在优势。 从“设计与工程”这个关键词来看，这本书应该会涵盖从理论分析到实际落地的一整套流程。这意味着，它可能不仅仅是停留在抽象的概念层面，而是会深入到实际的设计步骤、仿真工具的应用、以及关键的工程实现挑战。我期待书中能有具体的案例分析，比如某个新型天线的从零开始的设计过程，其中遇到的技术难点是如何被克服的。 此外，对于“工程”这个词，我更希望能看到一些关于天线在实际环境中如何工作的讨论。比如，如何处理阻抗匹配问题，如何优化天线的辐射效率和方向性，如何进行电磁兼容性（EMC）设计，以及在不同应用场景下（如车载、无人机、室内环境）天线设计的特殊考虑。这些都是在实际项目中非常关键的环节。 总而言之，这本书给我一种“硬核”技术的预感，但又带着对未来科技的探索精神。它应该是一本能够带领读者深入理解天线技术本质，并为未来技术发展做好准备的指导性读物。