下一代無線系統中的毫米波天線技術
趙魯豫 陳曉明 黃冠龍
- 出版商: 人民郵電
- 出版日期: 2024-12-01
- 售價: $1,139
- 貴賓價: 9.5 折 $1,082
- 語言: 簡體中文
- 頁數: 332
- ISBN: 7115652708
- ISBN-13: 9787115652706
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商品描述
隨著業務對帶寬需求的不斷增加，通信頻譜不斷向更高頻譜延伸，5G 毫米波具有豐富的頻率資源，是移動通信技術演進的必然方向。5G已經開始規模商用，在下一階段部署的關鍵技術中，5G 毫米波由於具有高帶寬、低時延以及其他突出優勢，能夠充分釋放5G 的全部潛能，從而實現業務體驗的革命性提升和千行百業的數字化轉型，實現“4G改變生活、5G改變社會”的願景，因此受到業界的廣泛關註。與此同時，由於先天具有感知精度優勢，因此，在諸如空天信息和低空經濟等領域中，毫米波更是使能技術。
本書深入討論毫米波天線的技術要求、基本類型以及各類高性能的毫米波天線陣列的設計、工藝、製造和性能評估方法，展現毫米波技術的新協議、新要求、新技術進展以及潛在應用。
本書深入淺出，不但關註本領域學術研究前沿，還關註前沿技術在實際場景中的落地和應用，適合通信行業的研發工程師和科研人員參考。本書可以作為相關院校高年級本科生和研究生的參考用書，還可以供從事通信行業咨詢、投資和戰略規劃工作的專業人員參考。
作者簡介
趙魯豫
博士，教授，博士生導師。2014 年 9 月畢業於香港中文大學，獲得博士學位。同年開始在香港中文大學進行博士後研究，並於 2016 年加入西安電子科技大學任教。2023 年加入安徽大學電子信息工程學院。共發表 SCI 檢索論文 40 餘篇，其中 ESI 高被引論文 4 篇，獲授權美國發明專利 3 項、中國發明專利 10 餘項、集成電路佈圖 6 項。此外，申請發明專利、集成電路佈圖、實用新型、外觀設計及軟件著作權 60 餘項，出版專著 2 部。現任天線產業聯盟專家委員會理事，中國通信學會高級會員，通信學會天線與射頻技術專委會委員，IEEE 高級會員，並擔任 IEEE Access 雜誌副主編。
主持國家重點研發計劃子課題 1 項，國家自然科學基金青年項目 1 項，重點實驗室基金 1 項，裝發預研共享技術項目 2 項，陝西省重點研發計劃 1 項。同時積極參與產學研合作項目，與業界企業建立了廣泛的聯繫與合作。曾帶領團隊獲得第五屆物聯網+創業大賽省級銀獎、陝西省科技工作者創新創業大賽銀獎及最佳人氣獎。
2019 年創立西安朗普達通信科技有限公司，致力於為用戶提供高品質的智慧無線通信設備與服務。公司以無線通信技術為核心，應對無線通信技術演進過程中的挑戰，解決行業痛點及無線通信普及中的技術難題。依託西安電子科技大學、深圳大學等科研機構，重點推動 5G、6G 無線通信相關技術的產業化，業務範圍涵蓋超大規模天線陣列、新體制天線前端、多天線系統、天線去耦合技術、微波毫米波測量技術、衛星天線技術以及無線網絡覆蓋的規劃與優化等。
公司先後獲得中國創新創業大賽陝西省初創組二等獎、國賽優秀獎，目前為科技型中小企業及高新技術企業，並與西安郵電大學聯合獲批陝西省四主體一聯合毫米波通信及檢測技術校企聯合研究中心，趙魯豫擔任中心主任。2022 年獲評陝西省創新創業人才稱號。
目錄大綱
第1章 緒論 1
1.1 毫米波天線的需求及挑戰 1
1.1.1 5G毫米波通信頻段的發展狀況 2
1.1.2 毫米波的傳輸特性 9
1.1.3 毫米波的穿透特性 11
1.2 毫米波技術發展歷程及展望 12
1.3 毫米波的饋電網絡、常用的傳輸線結構及板材選取 13
1.4 毫米波的技術優勢 18
1.5 本章小結 21
參考文獻 22
第2章 毫米波天線的基本類型 23
2.1 偶極子及八木天線 23
2.1.1 印刷振子 23
2.1.2 雙極化組合 25
2.2 縫隙天線 25
2.2.1 理想縫隙天線 26
2.2.2 矩形波導縫隙天線 28
2.2.3 背腔縫隙天線 32
2.2.4 基於波導結構的毫米波天線設計舉例 35
2.3 微帶天線 39
2.3.1 微帶天線基本理論 39
2.3.2 雙極化天線單元設計及損耗分析 41
2.3.3 雙頻雙極化天線單元設計 45
2.4 磁電偶極子 50
2.4.1 概述 50
2.4.2 毫米波雙極化磁電偶極子天線 53
2.4.3 基於差分饋電的毫米波雙極化磁電偶極子天線 59
2.5 本章小結 69
參考文獻 69
第3章 毫米波天線陣列基礎 71
3.1 毫米波天線陣列需求分析 71
3.2 商用毫米波天線產品分析 73
3.2.1 高通（Qualcomm） 73
3.2.2 Kymeta與Alcan Systems 77
3.2.3 星鏈（Starlink） 78
3.3 一維線陣 82
3.3.1 雙頻雙極化毫米波陣列設計 82
3.3.2 一種帶有寄生貼片的雙極化天線單元設計 92
3.4 二維相控陣 98
3.4.1 利用FADDM邊界模擬毫米波相控陣 98
3.4.2 雙極化磁電偶極子天線陣列設計 102
3.4.3 天線陣列的加工與測試 105
3.5 透射陣列 108
3.5.1 透射陣列單元的設計 108
3.5.2 透射天線陣列設計 115
3.6 縫隙陣列 136
3.6.1 波導縫隙天線陣列 136
3.6.2 毫米波波導縫隙天線陣列設計實例 140
3.7 本章小結 147
參考文獻 148
第4章 毫米波天線陣列進階 149
4.1 寬角掃描陣列天線影響因素分析 149
4.2 電磁帶隙的分析與設計 151
4.2.1 AMC和EBG特性分析 151
4.2.2 AMC和EBG結構特性的應用 158
4.3 基於電磁帶隙技術的5G毫米波的寬角掃描天線陣列 160
4.3.1 基於EBG地板的單極化毫米波寬角掃描陣列 160
4.3.2 基於UC-EBG結構的雙極化毫米波寬角掃描陣列 175
4.4 超寬帶緊耦合及寬角匹配層技術 184
4.4.1 天線陣列設計 185
4.4.2 天線的阻抗匹配 192
4.5 毫米波全雙工技術 199
4.5.1 全雙工技術概述 199
4.5.2 全雙工技術在毫米波中繼器上的應用 200
4.6 本章小結 202
參考文獻 202
第5章 毫米波天線和器件的加工工藝及製造技術 206
5.1 機械加工及錶面處理 206
5.2 3D打印-金屬/介質打印 208
5.3 毫米波無源集成技術與工藝 218
5.3.1 LTCC技術簡介 218
5.3.2 毫米波LTCC集成技術應用的現狀 220
5.3.3 毫米波LTCC的材料 223
5.3.4 IPD工藝 223
5.4 毫米波常見的RFIC工藝 224
5.4.1 常見的毫米波有源前端基本架構 224
5.4.2 常用的毫米波RFIC工藝 227
5.5 本章小結 236
參考文獻 236
第6章 毫米波天線及系統的性能評估 238
6.1 毫米波天線的測試系統概述 238
6.2 毫米波遠場及緊縮場測試 244
6.2.1 緊縮場設計方案 244
6.2.2 緊縮場測試系統 256
6.3 毫米波近場測試系統 259
6.3.1 平面近場測量系統 259
6.3.2 球面近場測量系統 263
6.3.3 球面波展開 264
6.3.4 天線散射矩陣 267
6.3.5 球面波函數 268
6.3.6 球面波模展開系數 274
6.3.7 平面近遠場變換模擬驗證與分析 278
6.3.8 球面近遠場變換模擬驗證與分析 286
6.3.9 測試誤差分析 290
6.4 毫米波陣列的波束掃描測試 297
6.4.1 概述 297
6.4.2 毫米波陣列波束覆蓋能力的評估 300
6.5 本章小結 304
參考文獻 304
第7章 毫米波的典型應用場景 310
7.1 概述 310
7.2 毫米波通信系統應用 310
7.3 毫米波短距離高速數據傳輸應用 313
7.4 毫米波感知應用 315
7.5 毫米波無線充電應用 317
7.6 展望 318
附錄 典型低溫共燒陶瓷技術設計準則 320
