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毫米波亚毫米波高效多波束天线技术

封面

作者:卢宏达, 刘埇, 刘植鹏, 著

页数:177页

出版社:北京理工大学出版社

出版日期:2024

ISBN:9787576344059

电子书格式:pdf/epub/txt

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内容简介

本书共8章,第1章介绍本书内容的应用背景和技术背景;第2章介绍毫米波全金属传输线频扫多波束天线;第3章介绍毫米波天馈一体全金属透镜多波束天线;第4章介绍毫米波全金属透镜多波束天线功能复合器件;第5章介绍毫米波全金属透镜多波束天线的极化域拓展;第6章介绍多透镜子阵相控阵多波束技术:第7章介绍亚毫米波表面波透镜多波束天线:第8章介绍亚毫米波全波导网络多波束天线。
本书适合作为电子和通信相关学科研究生学习现代天线理论与技术的辅助教材和参考书,以及多波束技术相关领域科研人员的参考书。

作者简介

卢宏达,北京理工大学集成电路与电子学院助理教授,博士生导师。研究方向为毫米波与太赫兹技术、多波束理论与技术等。主持国家自然科学基金青年项目和面上项目,发表期刊学术论文30余篇,会议论文40余篇。
刘埇,北京理工大学集成电路与电子学院副教授,博士生导师。研究方向为毫米波太赫兹天线与集成电路等。主持国家自然科学基金、民用航天课题等项目20余项,发表学术论文60余篇,获授权专利20余项。获国防技术发明二等奖。
刘植鹏,华为技术有限公司工程师,北京理工大学博士。主要从事毫米波天线、相控阵天线、射频系统等方向的研究工作。授权发明专利2项,发表学术论文6篇。

目录

第 1 章 绪论 ………………………………………………………………………………… 001
1? 1 毫米波亚毫米波多波束天线技术 …………………………………………………… 001
1? 1? 1 由 5G 到 6G, 未来已来 ………………………………………………………… 001
1? 1? 2 洞察八方的高频 “锐眼” ……………………………………………………… 002
1? 2 空气填充高效多波束天线的特点与内涵 …………………………………………… 002
1? 2? 1 多需求并重 ……………………………………………………………………… 002
1? 2? 2 多层级协同 ……………………………………………………………………… 003
1? 3 研究现状概述 ………………………………………………………………………… 004
1? 3? 1 媒质 - 空气填充周期结构 ……………………………………………………… 004
1? 3? 2 频扫多波束 - 漏波天线 ………………………………………………………… 006
1? 3? 3 准光多波束 - 梯度折射率透镜天线 …………………………………………… 008
1? 3? 4 混合多波束 - 子阵相控阵天线 ………………………………………………… 009
1? 3? 5 亚毫米波多波束 - 新机理新工艺天线 ………………………………………… 011
1? 4 本书内容安排 ………………………………………………………………………… 012
第 2 章 毫米波全金属传输线频扫多波束天线……………………………………… 014
2? 1 漏波天线的基本原理 ………………………………………………………………… 014
2? 2 基于波纹平行板波导的漏波天线 …………………………………………………… 016
2? 2? 1 波纹平行板导波结构传播特性 ………………………………………………… 016
2? 2? 2 漏波辐射特性 …………………………………………………………………… 019
2? 2? 3 开放阻带抑制 …………………………………………………………………… 021
2? 2? 4 样件案例 ………………………………………………………………………… 028
2? 3 基于半模波纹波导的漏波天线 ……………………………………………………… 032
2? 3? 1 半模波纹波导结构传播特性 …………………………………………………… 032
2? 3? 2 天线结构 ………………………………………………………………………… 037
毫米波亚毫米波高效多波束天线技术
2? 3? 3 漏波辐射特性 …………………………………………………………………… 037
2? 3? 4 缝隙加载的线/ 圆极化原理……………………………………………………… 038
2? 3? 5 样件案例 ………………………………………………………………………… 042
2? 4 小结 …………………………………………………………………………………… 046
第 3 章 毫米波天馈一体全金属透镜多波束天线 ………………………………… 048
3? 1 透镜的基本原理 ……………………………………………………………………… 048
3? 2 空气填充全金属龙勃透镜 …………………………………………………………… 050
3? 3 辐射口径与馈电设计 ………………………………………………………………… 053
3? 4 多波束的透镜天线与反射透镜天线 ………………………………………………… 054
3? 5 样件案例 ……………………………………………………………………………… 056
3? 6 小结 …………………………………………………………………………………… 064
第 4 章 毫米波全金属透镜多波束天线功能复合器件 …………………………… 065
4? 1 功能复合思路 ………………………………………………………………………… 065
4? 2 全金属 MFE 透镜交叉耦合器 ………………………………………………………… 066
4? 3 全金属各向异性透镜 ………………………………………………………………… 071
4? 4 多波束辐射 - 多通道传输复合设计 ………………………………………………… 074
4? 5 样件案例 ……………………………………………………………………………… 077
4? 6 小结 …………………………………………………………………………………… 082
第 5 章 毫米波全金属透镜多波束天线的极化域拓展 …………………………… 083
5? 1 金属龙勃透镜模式复合双极化调控方法 …………………………………………… 083
5? 1? 1 总体思路 ………………………………………………………………………… 083
5? 1? 2 双模双极化调控周期结构单元 ………………………………………………… 084
5? 1? 3 极化独立的梯度折射率分布 …………………………………………………… 087
5? 2 双极化金属龙勃透镜多波束天线 …………………………………………………… 088
5? 2? 1 天线构成 ………………………………………………………………………… 088
5? 2? 2 双极化样件案例 ………………………………………………………………… 089
5? 2? 3 圆极化性能探讨 ………………………………………………………………… 095
5? 3 小结 …………………………………………………………………………………… 096
第 6 章 多透镜子阵相控阵多波束技术 ……………………………………………… 097
6? 1 基于 PMFE 透镜的天线单元 ………………………………………………………… 097
6? 1? 1 PMFE 透镜的工作原理 ………………………………………………………… 097
6? 1? 2 表面波模式的 PMFE 透镜 ……………………………………………………… 101
6? 1? 3 辐射方向图优化 ………………………………………………………………… 105
6? 1? 4 样件案例 ………………………………………………………………………… 106
6? 2 基于 PMFE 透镜的相控阵天线 ……………………………………………………… 109
6? 2? 1 天线结构与工作原理 …………………………………………………………… 109
6? 2? 2 阵列布局 ………………………………………………………………………… 111
6? 2? 3 子阵单元 ………………………………………………………………………… 117
6? 2? 4 样件案例 ………………………………………………………………………… 122
6? 3 小结 …………………………………………………………………………………… 132
第 7 章 亚毫米波表面波透镜多波束天线 …………………………………………… 133
7? 1 天线机理 ……………………………………………………………………………… 133
7? 2 天线制备 ……………………………………………………………………………… 136
7? 3 性能测试表征与讨论 ………………………………………………………………… 137
7? 4 小结 …………………………………………………………………………………… 141
第 8 章 亚毫米波全波导网络多波束天线 …………………………………………… 142
8? 1 基于多模波导与慢波传输线的亚毫米波多波束天线 ……………………………… 142
8? 1? 1 多模波导机理 …………………………………………………………………… 142
8? 1? 2 全金属多模波导多波束天线 …………………………………………………… 144
8? 1? 3 样件与性能评估 ………………………………………………………………… 148
8? 2 基于滑动口径机理和移相波导阵列的亚毫米波多波束天线 ……………………… 151
8? 2? 1 移相器阵列滑动口径多波束天线工作方式 …………………………………… 151
8? 2? 2 滑动口径机理下移相量和馈电设计方法 ……………………………………… 152
8? 2? 3 等长度自补偿波导移相器 ……………………………………………………… 153
8? 2? 4 天线构成 ………………………………………………………………………… 158
8? 2? 5 亚毫米波全金属滑动口径多波束天线制备与评估 …………………………… 158
8? 3 小结 …………………………………………………………………………………… 165
参考文献 ……………………………………………………………………………………… 166

前言

第五代移动通信 (5G) 毫米波技术和第六代移动通信 (6G) 亚毫米波技术探索的层层推进, 新理论的应用和新老理论的融合, 为相关领域研究提供了一片新天地。 无线系统前端解决方案, 因其关系所有核心应用场景在空间信道层面能否实现, 汇聚了众多研究者的目光。 超高速率、 立体化、 超密集用户覆盖的应用场景, 以及与之匹配的新频段应用和天线能力提升需求已成为共识。 因此, 具备低复杂度、 高灵活性、 高效率特点的新型毫米波亚毫米波波束扫描天线技术, 已成为 5G 和 6G 时代不可或缺的使能技术。
多波束天线是目前前沿研究的主阵地之一。 其应用场景和搭载平台类型的丰富性, 使不同方案的评判标准同样不一而足。 当然, 性能的保证是其他一切要求的前提条件。 我们注意到, 手机等小型化终端更注重成本与集成度的平衡, 而基站等固定全天候设备则更注重可靠性与效率的平衡。

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