下一代通信中的太赫茲平麵天綫/高新科技譯叢 通信技術係列 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[印] ）昆木德·蘭詹桑傑·賈，格含沙雅木· 著

圖書標籤:

• 太赫茲通信
• 平麵天綫
• 通信技術
• 下一代通信
• 5G/6G
• 天綫設計
• 高頻電路
• 無綫通信
• 電磁場
• 微波技術

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齣版社： 國防工業齣版社

ISBN：9787118112344

商品編碼：29579770902

包裝：平裝

齣版時間：2017-03-01

基本信息

書名：下一代通信中的太赫茲平麵天綫/高新科技譯叢 通信技術係列

定價：89.00元

作者： ）昆木德·蘭詹桑傑·賈,格含沙雅木·

齣版社：國防工業齣版社

齣版日期：2017-03-01

ISBN：9787118112344

字數：

頁碼：171

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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在太赫茲通信係統中，為瞭與單片集成電路收發係統集成，研發人員主要采用波導和平麵兩種天綫。
　　目前，由於波導類天綫的增益和定嚮性要優於甲麵天綫，蚓此得到瞭廣泛的研究和應用，而平麵天綫還沒有得到充分的應用。作者認為，由於平麵天綫在集成度、製造成本等方麵非常有優勢，需要充分挖掘平麵天綫在太赫茲通信中的應用潛力。因此，作者在《下一代通信中的太赫茲平麵天綫/高新科技譯叢·通信技術係列》中係統地研究瞭平麵天綫的優化設計問題，討論瞭平麵天綫增益和定嚮性增強的機理。我們相信，對於太赫茲頻段的平麵天綫，《下一代通信中的太赫茲平麵天綫/高新科技譯叢·通信技術係列》將為相關的科研人員呈現齣一個更加全麵的視角，能夠為我國太赫茲無綫通信係統的設計、研製和應用提供重要的參考。

目錄

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章 太赫茲源及天綫
1．1 引言
1．2 太赫茲通信領域
1．3 太赫茲源與檢測器
1．4 高定嚮性太赫茲天綫
1．5 後續研究方嚮
參考文獻

第2章 多層微帶傳輸綫
2．1 引言
2．2 多層微帶傳輸綫的必要性
2．3 微帶傳輸綫分析
2．3．1 有效介電常數
2．3．2 特徵阻抗
2．3．3 基片層對特徵阻抗的影響
2．3．4 微帶傳輸綫中的損耗
2．4 小結
參考文獻

第3章 采用電磁帶隙材料的微帶天綫設計
3．1 引言
3．2 光子晶體和超材料
3．3 帶隙材料分析
3．3．1 基片厚度對帶隙的影響
3．3．2 半徑和空氣柱間隔對帶隙的影響
3．4 有效介電常數的恢復
3．5 天綫分析與仿真
3．5．1 太赫茲微帶貼片天綫的幾何拳數
3．5．2 帶隙對天綫定嚮性的影響
3．5．3 均質基片天綫定嚮性對比
3．6 通過縮比模型確認分析的有效性-
3．7 小結
參考文獻

第4章 EBG基片上的貼片陣列天綫
4．1 引吉
4．2 幾何結構
4．3 基片材料與饋電機構
4．4 貼片天綫陣列的等效電路模型
4．5 相長乾涉
4．6 天綫參數研究
4．6．1 間隙G1和G2的影響
4．6．2 &和＆變化的影響-
4．6．3 引嚮器寬度對電性能的影響
4．6．4 EBG的影響
4．6．5 互耦對增益和定嚮性的影響
4．7 結果對比
4．8 貼片天綫陣列的新進展
4．8．1 串聯饋電微帶貼片天綫
4．8．2 諧振腔型天綫
4．8．3 反射陣列
4．9 小結
參考文獻

第5章 環諧振腔集成半橢圓透鏡天綫
5．1 引言
5．2 為什麼在太赫茲通信中使用透鏡天綫
5．3 低介電常數透鏡材料
5．3．1 透鏡天綫設計中的低相對介電常數材料
5．3．2 介電常數影響的對比
5．4 環諧振腔集成透鏡天綫
5．5 環諧振腔集成透鏡工作原理
5．5．1 環諧振腔
5．5．2 半橢圓介質透鏡天綫分析
5．5．3 天綫係統的忌定嚮性
5．6 環形諧振腔集成透鏡天綫的數值分析
5．7 性能對比
5．8 用不同技術驗證理論
5．8．1 分析方法
5．8．2 仿真技術的對比
5．9 環與貼片集成透鏡天綫
5．1O 小結
參考文獻

第6章 高定嚮腔型太赫茲天綫設計
6．1 引言
6．2 天綫的基本外形
6．3 工作原理
6．3．1 有效媒質近似
6．3．2 有效媒質法和射綫追蹤技術的關係
6．4 太赫茲偶極子
6．5 兩個側金屬壁的影響
6．6 天綫的縮比模型
6．7 天綫性能的對比
6．8 小結
參考文獻

第7章 開環諧振腔負載太赫茲微帶天綫性能分析
7．1 引言
7．2 基片的影響
7．3 錶麵波模型與基片厚度
7．4 錶麵波損耗的抑製
7．5 開環諧振腔微帶天綫
7．6 基片與饋綫的選擇
7．7 參數研究
7．7．1 基片厚度對增益和輻射效率的影響
7．7．2 損耗角正切對增益的影響
7．8 開環諧振腔微帶天綫的優化
7．8．1 寬度與內諧振腔間隙的影響
7．8．2 間隙升天綫增益的影響
7．9 定嚮性的對比
7．10 分析的驗證
7．11 小結
參考文獻

第8章 用於預測太赫茲貼片天綫定嚮性的對比法
8．1 引言
8．2 工作原理
8．2．1 頻率選擇錶麵分析
8．2．2 使用射綫追蹤法進行諧振估計
8．2．3 對比法
8．3 數值分析
8．4 接地麵尺寸的影響
8．5 天綫損耗的影響
8．5．1 介質損耗
8．5．2 導體損耗
8．5．3 輻射效率和增益
8．6 外側壁的影響
8．7 結果對比
8．8 定嚮性的對比
8．9 硬件實現
8．10 小結
參考文獻

第9章 太赫茲頻率選擇錶麵
9．1 引素
9．2 FSS簡要迴顧
9．3 FSS模型
9．4 數值和仿真結果
9．5 角敏感性
9．6 太赫茲頻段損耗
9．6．1 電阻損耗
9．6．2 錶麵粗糙度
9．6．3 介質損耗
9．7 小結
參考文獻

0章 太赫茲通信係統進展
10．1 引言
10．2 太赫茲通信的未來
10．3 太赫茲器件
10．3．1 肖特基勢壘二極管
10．3．2 共振隧穿二極管
1O．3．3 耿氏二極管
10．3．4 場效應晶體管
10．3．5 崩越二極管
10．3．6 鍺化矽異質結雙極晶體管
10．4 太赫茲鏡
10．5 太赫茲波傳播
10．5．1 視距傳播模型
1O．5．2 非視距傳播模型
10．6 太赫茲通信係統
10．6．1 太赫茲檢測技術
10．6．2 100GHz數據傳輸
10．7 太赫茲頻率的信道編碼
10．8 總結
參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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下一代通信中的關鍵技術：太赫茲平麵天綫 隨著信息技術的飛速發展，我們正邁入一個數據洪流的時代。當前移動通信技術，如4G和5G，在速度、容量和連接密度方麵取得瞭顯著成就，但麵對未來爆炸式增長的數據需求，特彆是高清視頻、虛擬現實、增強現實、物聯網以及自動駕駛等新興應用，現有頻譜資源已日益捉襟見肘。為瞭突破現有瓶頸，科學界和工業界將目光投嚮瞭更高頻段——太赫茲（Terahertz，THz）頻段（通常定義為0.1 THz至10 THz）。這一頻段擁有極其豐富的頻譜資源，能夠支持Tbps（太比特每秒）級彆的數據傳輸速率，是實現下一代通信（如6G）的戰略製高點。 在太赫茲通信係統中，天綫扮演著至關重要的角色。其性能直接決定瞭通信係統的整體效率、覆蓋範圍以及功耗。與傳統通信頻段使用的天綫不同，太赫茲頻段具有更高的頻率和更短的波長，這帶來瞭新的設計挑戰和機遇。傳統的腔體天綫或波導天綫在太赫茲頻段下尺寸極小，加工精度要求極高，且集成度較低，難以滿足下一代通信係統對小型化、集成化、低功耗和高性能的嚴苛要求。 正是在這樣的背景下，太赫茲平麵天綫應運而生，並迅速成為下一代通信領域研究的熱點。平麵天綫，顧名思義，其結構是在二維平麵上進行設計和製造，通常采用微帶綫、貼片、縫隙等作為輻射單元，並集成到PCB（印刷電路闆）或特定介質襯底上。這種結構形式具有諸多優勢，尤其適閤在太赫茲頻段發揮其獨特價值： 1. 高集成度與小型化： 太赫茲波長極短（例如，在1 THz下，自由空間波長約為0.3毫米），這使得平麵天綫可以被設計得非常小巧。通過將天綫陣列、饋電網絡、甚至部分無源或有源器件（如移相器、功率放大器等）集成在同一平麵上，可以顯著提高整個通信模塊的集成度，減小體積，滿足未來通信設備日益小型化、輕量化的趨勢。這種高度集成化也為芯片級天綫（Antenna-on-Chip）的實現提供瞭可能，進一步縮小器件尺寸，降低功耗。 2. 易於製造與低成本： 傳統的精密機械加工在太赫茲頻段下成本高昂且精度難以保證。而平麵天綫的設計理念與現代微納加工工藝（如光刻、蝕刻、沉積等）高度契閤，這些工藝在半導體和微電子行業已經非常成熟，能夠實現高精度、大批量、低成本的製造。這對於實現太赫茲通信的大規模商業化應用至關重要。 3. 優異的性能潛力： 盡管尺寸微小，但通過精心設計，太赫茲平麵天綫能夠實現高性能。例如，通過采用多層結構、介質填充、電磁帶隙（EBG）結構、超材料（Metamaterials）等先進技術，可以有效地提升天綫的增益、帶寬、效率，並抑製寄生輻射和串擾。特彆是在構建大規模MIMO（多輸入多輸齣）天綫陣列時，平麵天綫的陣列化設計優勢得以充分展現，能夠實現高分辨率的空間復用和波束賦形，極大地提升瞭頻譜利用效率和通信容量。 4. 靈活的設計與可控的輻射特性： 平麵天綫的設計靈活性極高。通過調整輻射單元的形狀、尺寸、極化方式以及它們之間的排列布局，可以實現各種預期的輻射方嚮圖，如全嚮、定嚮、扇形等。此外，通過引入可重構技術，如使用PIN二極管、MEMS（微機電係統）器件或液晶材料，可以實現天綫的電掃描和波束跟蹤，滿足動態通信環境的需求。在太赫茲頻段，對波束的精確控製尤為重要，因為太赫茲波容易受到大氣衰減和物體遮擋的影響，需要定嚮傳輸以提高通信質量和效率。 5. 陣列化優勢與波束賦形： 太赫茲通信對方嚮性要求很高，以剋服高頻下的傳播損耗。平麵天綫非常適閤構建大規模天綫陣列。通過將大量微小單元排列成密集陣列，並對每個單元的激勵相位進行精確控製，可以實現極窄的電子掃描波束。這種波束賦形技術能夠將能量集中到特定的用戶或方嚮，從而顯著提高通信的距離和信噪比，同時減少對周圍環境的乾擾。這對於實現點對點的高速無綫迴傳、室內精準覆蓋以及多用戶共享頻譜等場景都至關重要。 6. 新材料與新工藝的融閤： 太赫茲平麵天綫的研發也促進瞭新材料和新工藝的交叉融閤。例如，使用低損耗的介質襯底（如Rogers、LCP等）是保證太赫茲信號傳輸效率的關鍵。超材料和左手材料（Left-handed materials）的應用，能夠實現傳統材料難以達到的電磁調控效應，例如負摺射、超材料透鏡等，為天綫設計提供瞭新的維度。此外，3D打印等增材製造技術也為復雜結構太赫茲平麵天綫的快速原型製作提供瞭可能性。 在下一代通信中的具體應用前景： 超高速無綫連接： 太赫茲平麵天綫陣列將是實現Tbps級數據傳輸的關鍵。想象一下，在室內或短距離傳輸場景，文件瞬間傳輸，高清視頻無卡頓，VR/AR體驗得到質的飛躍。 高精度定位與感知： 太赫茲波具有很高的頻率分辨率和方嚮性，結閤平麵天綫的精確波束控製，可以實現厘米級甚至毫米級的定位精度，以及對周圍環境的高分辨率成像和感知，為自動駕駛、工業自動化、安防監控等領域提供強大的支持。 無綫迴程鏈路： 在基站密集部署的城市環境中，太赫茲平麵天綫可以提供高容量、低延遲的無綫迴程鏈路，連接基站與核心網，解決光縴難以鋪設的區域的通信瓶頸。 芯片級通信： 隨著集成技術的進步，可以將太赫茲平麵天綫直接集成到芯片上，實現超小型、低功耗的片上通信，為智能手機、可穿戴設備、嵌入式傳感器等終端設備的互聯互通提供新的可能性。 安全通信： 太赫茲波的定嚮性強，且在空氣中衰減較快，這使得其在一些安全敏感的場景下具有優勢，不易被竊聽。 挑戰與展望： 盡管太赫茲平麵天綫展現齣巨大的潛力，但其發展仍麵臨一些挑戰。例如，高頻下材料的損耗、器件的集成與功耗、寬帶匹配、陣列的校準與控製、以及如何在復雜環境中實現魯棒的通信等問題，都需要持續的研究和技術突破。 然而，隨著全球對下一代通信技術的投入不斷加大，太赫茲平麵天綫的研究正以前所未有的速度發展。從理論設計到仿真驗證，再到原型製作和實際測試，整個研發鏈條都在不斷完善。可以預見，在不久的將來，基於太赫茲平麵天綫的通信係統將成為下一代信息社會的重要基石，為我們帶來更智能、更便捷、更高效的數字生活。 這份簡介旨在勾勒齣太赫茲平麵天綫在下一代通信中的重要性、技術特點、應用前景以及麵臨的挑戰，為讀者提供一個全麵而深入的理解，而非對具體圖書內容的羅列。

評分☆☆☆☆☆

這本書的書封設計非常簡潔大氣，黑白灰的配色顯得專業而又不失現代感，封麵的字體清晰，排版考究，給我的第一印象就非常不錯。雖然我還沒來得及細讀內容，但這種嚴謹細緻的風格往往暗示著內部內容的質量。我尤其關注的是“平麵天綫”這個詞，在現代通信設備越來越追求小型化、集成化的趨勢下，平麵天綫無疑是關鍵的技術載體。而將平麵天綫與太赫茲這一新興頻段結閤，更是將技術挑戰推嚮瞭新的高度。這本書很可能深入探討瞭平麵天綫在太赫茲頻段下麵臨的諸多難題，例如損耗、帶寬受限、製造精度要求極高等，並且會提供一係列創新的解決方案。我猜測書中會詳細介紹各種新型的太赫茲平麵天綫結構，比如微帶天綫、縫隙天綫，亦或是更復雜的相控陣列等，以及它們在不同應用場景下的設計考量和性能評估。對於我來說，瞭解這些能夠直接應用於下一代通信設備的設計原理和實現方法，將是極為寶貴的。我希望這本書能夠幫助我理解太赫茲平麵天綫設計的核心技術，並為我未來的工作或研究提供新的思路和啓示。

評分☆☆☆☆☆

這本書的主題“太赫茲平麵天綫”在通信領域具有劃時代的意義。我們都知道，隨著5G網絡的普及和嚮6G演進，對通信帶寬和速率的需求呈現爆炸式增長，而傳統的射頻頻段已經接近飽和，太赫茲頻段憑藉其巨大的帶寬潛力，成為瞭下一代通信的關鍵技術之一。然而，要實現太赫茲通信，高效、小型化的天綫設計是核心挑戰。而“平麵天綫”作為一種易於集成、成本相對較低的結構，是實現太赫茲應用的重要方嚮。因此，一本專門探討“下一代通信中的太赫茲平麵天綫”的書籍，其重要性不言而喻。我推測書中會詳細闡述太赫茲波的特性，包括其傳播損耗、穿透性等，並分析這些特性對平麵天綫設計提齣的特殊要求。同時，書中很可能深入探討瞭各種新型的太赫茲平麵天綫設計技術，比如基於超材料、納米結構的天綫，或者是具有寬帶、高增益特性的陣列天綫。對於我這樣關注前沿技術發展的人來說，這本書無疑提供瞭一個深入瞭解未來通信核心技術的重要窗口。

評分☆☆☆☆☆

我之前對通信領域一直很感興趣，特彆是那些能突破當前技術瓶頸的前沿方嚮。當我在書店看到這本《下一代通信中的太赫茲平麵天綫》時，立刻就被吸引住瞭。書名本身就充滿瞭未來感，"下一代通信"預示著技術的革新，而"太赫茲"更是當前研究的熱點，其超高頻率帶來的巨大帶寬潛力，簡直讓人遐想聯翩。加上“高新科技譯叢”和“通信技術係列”的標簽，我更確定這是一本能夠深入挖掘技術細節、具有國際視野的專業書籍。雖然我目前還沒有機會深入閱讀，但僅從書名和係列定位來看，它就應該是一份寶貴的知識財富，尤其對於那些希望站在通信技術最前沿的科研人員、工程師或者對未來科技發展充滿好奇心的愛好者來說，這本書的價值不言而喻。它很可能涵蓋瞭太赫茲波的傳播特性、現有平麵天綫設計的局限性，以及如何通過創新的設計來剋服這些挑戰，從而實現太赫茲頻段下高效、可靠的通信。想到未來，從智能手機到自動駕駛，再到更高級的虛擬現實和遠程醫療，似乎都離不開太赫茲通信技術的支撐，這本書的齣現，無疑為我們理解並參與到這一變革中提供瞭重要的知識基石。

評分☆☆☆☆☆

這本書的書名“下一代通信中的太赫茲平麵天綫”直接擊中瞭我的興趣點，我一直在關注通信技術的未來發展方嚮，而太赫茲通信無疑是其中最令人興奮的領域之一。雖然我不是天綫設計領域的專傢，但我深知天綫作為通信係統的“眼睛”和“耳朵”，其重要性不言而喻。特彆是對於太赫茲這樣一個全新的頻段，如何設計齣高效、小型化、易於集成的平麵天綫，是實現其廣泛應用的關鍵瓶頸。我推測這本書會從基礎理論講起，係統地介紹太赫茲波的物理特性，然後深入到平麵天綫的具體設計原理和方法。我期待書中能夠包含各種新型太赫茲平麵天綫的介紹，例如能夠實現寬帶、高增益、定嚮傳輸的天綫，甚至是能夠進行波束賦形和掃描的相控陣列。此外，我也希望書中能夠討論一些實際應用中的問題，比如在移動通信、雷達、成像等領域，太赫茲平麵天綫的設計需要考慮哪些特殊的因素，以及如何進行性能優化和係統集成。這本書的齣現，為我提供瞭一個深入瞭解下一代通信核心技術的重要途徑。

評分☆☆☆☆☆

在一次行業交流會上，我偶然聽到瞭關於太赫茲通信的最新進展，其中一個核心議題就是天綫技術的突破。當時我就意識到，太赫茲頻段的巨大潛力需要有與之匹配的天綫技術纔能得以釋放。當我看到《下一代通信中的太赫茲平麵天綫》這本書時，便毫不猶豫地將其收入囊中。我設想這本書將會是一份詳盡的技術指南，它不僅會介紹太赫茲波的物理特性，如極高的頻率、短波長所帶來的傳播特點，還會深入分析平麵天綫在這一頻段麵臨的挑戰，比如介質損耗、金屬損耗的增加，以及如何通過優化天綫結構、選擇閤適的材料來剋服這些難題。我特彆期待書中能夠講解一些具體的太赫茲平麵天綫設計案例，包括不同類型的平麵天綫，如微帶天綫、偶極子天綫，甚至是一些更先進的超材料天綫，以及它們在不同應用場景下的優缺點和性能指標。對我而言，這本書將是瞭解下一代通信技術核心部件的關鍵參考，希望能從中獲得關於太赫茲平麵天綫設計、仿真和實現的寶貴知識。