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[印] ）昆木德·兰詹桑杰·贾，格含沙雅木· 著

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• 太赫兹通信
• 平面天线
• 通信技术
• 下一代通信
• 5G/6G
• 天线设计
• 高频电路
• 无线通信
• 电磁场
• 微波技术

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出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118112344

商品编码：29579770902

包装：平装

出版时间：2017-03-01

基本信息

书名：下一代通信中的太赫兹平面天线/高新科技译丛 通信技术系列

定价：89.00元

作者： ）昆木德·兰詹桑杰·贾,格含沙雅木·

出版社：国防工业出版社

出版日期：2017-03-01

ISBN：9787118112344

字数：

页码：171

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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在太赫兹通信系统中，为了与单片集成电路收发系统集成，研发人员主要采用波导和平面两种天线。
　　目前，由于波导类天线的增益和定向性要优于甲面天线，蚓此得到了广泛的研究和应用，而平面天线还没有得到充分的应用。作者认为，由于平面天线在集成度、制造成本等方面非常有优势，需要充分挖掘平面天线在太赫兹通信中的应用潜力。因此，作者在《下一代通信中的太赫兹平面天线/高新科技译丛·通信技术系列》中系统地研究了平面天线的优化设计问题，讨论了平面天线增益和定向性增强的机理。我们相信，对于太赫兹频段的平面天线，《下一代通信中的太赫兹平面天线/高新科技译丛·通信技术系列》将为相关的科研人员呈现出一个更加全面的视角，能够为我国太赫兹无线通信系统的设计、研制和应用提供重要的参考。

目录

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章 太赫兹源及天线
1．1 引言
1．2 太赫兹通信领域
1．3 太赫兹源与检测器
1．4 高定向性太赫兹天线
1．5 后续研究方向
参考文献

第2章 多层微带传输线
2．1 引言
2．2 多层微带传输线的必要性
2．3 微带传输线分析
2．3．1 有效介电常数
2．3．2 特征阻抗
2．3．3 基片层对特征阻抗的影响
2．3．4 微带传输线中的损耗
2．4 小结
参考文献

第3章 采用电磁带隙材料的微带天线设计
3．1 引言
3．2 光子晶体和超材料
3．3 带隙材料分析
3．3．1 基片厚度对带隙的影响
3．3．2 半径和空气柱间隔对带隙的影响
3．4 有效介电常数的恢复
3．5 天线分析与仿真
3．5．1 太赫兹微带贴片天线的几何拳数
3．5．2 带隙对天线定向性的影响
3．5．3 均质基片天线定向性对比
3．6 通过缩比模型确认分析的有效性-
3．7 小结
参考文献

第4章 EBG基片上的贴片阵列天线
4．1 引吉
4．2 几何结构
4．3 基片材料与馈电机构
4．4 贴片天线阵列的等效电路模型
4．5 相长干涉
4．6 天线参数研究
4．6．1 间隙G1和G2的影响
4．6．2 &和＆变化的影响-
4．6．3 引向器宽度对电性能的影响
4．6．4 EBG的影响
4．6．5 互耦对增益和定向性的影响
4．7 结果对比
4．8 贴片天线阵列的新进展
4．8．1 串联馈电微带贴片天线
4．8．2 谐振腔型天线
4．8．3 反射阵列
4．9 小结
参考文献

第5章 环谐振腔集成半椭圆透镜天线
5．1 引言
5．2 为什么在太赫兹通信中使用透镜天线
5．3 低介电常数透镜材料
5．3．1 透镜天线设计中的低相对介电常数材料
5．3．2 介电常数影响的对比
5．4 环谐振腔集成透镜天线
5．5 环谐振腔集成透镜工作原理
5．5．1 环谐振腔
5．5．2 半椭圆介质透镜天线分析
5．5．3 天线系统的忌定向性
5．6 环形谐振腔集成透镜天线的数值分析
5．7 性能对比
5．8 用不同技术验证理论
5．8．1 分析方法
5．8．2 仿真技术的对比
5．9 环与贴片集成透镜天线
5．1O 小结
参考文献

第6章 高定向腔型太赫兹天线设计
6．1 引言
6．2 天线的基本外形
6．3 工作原理
6．3．1 有效媒质近似
6．3．2 有效媒质法和射线追踪技术的关系
6．4 太赫兹偶极子
6．5 两个侧金属壁的影响
6．6 天线的缩比模型
6．7 天线性能的对比
6．8 小结
参考文献

第7章 开环谐振腔负载太赫兹微带天线性能分析
7．1 引言
7．2 基片的影响
7．3 表面波模型与基片厚度
7．4 表面波损耗的抑制
7．5 开环谐振腔微带天线
7．6 基片与馈线的选择
7．7 参数研究
7．7．1 基片厚度对增益和辐射效率的影响
7．7．2 损耗角正切对增益的影响
7．8 开环谐振腔微带天线的优化
7．8．1 宽度与内谐振腔间隙的影响
7．8．2 间隙升天线增益的影响
7．9 定向性的对比
7．10 分析的验证
7．11 小结
参考文献

第8章 用于预测太赫兹贴片天线定向性的对比法
8．1 引言
8．2 工作原理
8．2．1 频率选择表面分析
8．2．2 使用射线追踪法进行谐振估计
8．2．3 对比法
8．3 数值分析
8．4 接地面尺寸的影响
8．5 天线损耗的影响
8．5．1 介质损耗
8．5．2 导体损耗
8．5．3 辐射效率和增益
8．6 外侧壁的影响
8．7 结果对比
8．8 定向性的对比
8．9 硬件实现
8．10 小结
参考文献

第9章 太赫兹频率选择表面
9．1 引素
9．2 FSS简要回顾
9．3 FSS模型
9．4 数值和仿真结果
9．5 角敏感性
9．6 太赫兹频段损耗
9．6．1 电阻损耗
9．6．2 表面粗糙度
9．6．3 介质损耗
9．7 小结
参考文献

0章 太赫兹通信系统进展
10．1 引言
10．2 太赫兹通信的未来
10．3 太赫兹器件
10．3．1 肖特基势垒二极管
10．3．2 共振隧穿二极管
1O．3．3 耿氏二极管
10．3．4 场效应晶体管
10．3．5 崩越二极管
10．3．6 锗化硅异质结双极晶体管
10．4 太赫兹镜
10．5 太赫兹波传播
10．5．1 视距传播模型
1O．5．2 非视距传播模型
10．6 太赫兹通信系统
10．6．1 太赫兹检测技术
10．6．2 100GHz数据传输
10．7 太赫兹频率的信道编码
10．8 总结
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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下一代通信中的关键技术：太赫兹平面天线 随着信息技术的飞速发展，我们正迈入一个数据洪流的时代。当前移动通信技术，如4G和5G，在速度、容量和连接密度方面取得了显著成就，但面对未来爆炸式增长的数据需求，特别是高清视频、虚拟现实、增强现实、物联网以及自动驾驶等新兴应用，现有频谱资源已日益捉襟见肘。为了突破现有瓶颈，科学界和工业界将目光投向了更高频段——太赫兹（Terahertz，THz）频段（通常定义为0.1 THz至10 THz）。这一频段拥有极其丰富的频谱资源，能够支持Tbps（太比特每秒）级别的数据传输速率，是实现下一代通信（如6G）的战略制高点。 在太赫兹通信系统中，天线扮演着至关重要的角色。其性能直接决定了通信系统的整体效率、覆盖范围以及功耗。与传统通信频段使用的天线不同，太赫兹频段具有更高的频率和更短的波长，这带来了新的设计挑战和机遇。传统的腔体天线或波导天线在太赫兹频段下尺寸极小，加工精度要求极高，且集成度较低，难以满足下一代通信系统对小型化、集成化、低功耗和高性能的严苛要求。 正是在这样的背景下，太赫兹平面天线应运而生，并迅速成为下一代通信领域研究的热点。平面天线，顾名思义，其结构是在二维平面上进行设计和制造，通常采用微带线、贴片、缝隙等作为辐射单元，并集成到PCB（印刷电路板）或特定介质衬底上。这种结构形式具有诸多优势，尤其适合在太赫兹频段发挥其独特价值： 1. 高集成度与小型化： 太赫兹波长极短（例如，在1 THz下，自由空间波长约为0.3毫米），这使得平面天线可以被设计得非常小巧。通过将天线阵列、馈电网络、甚至部分无源或有源器件（如移相器、功率放大器等）集成在同一平面上，可以显著提高整个通信模块的集成度，减小体积，满足未来通信设备日益小型化、轻量化的趋势。这种高度集成化也为芯片级天线（Antenna-on-Chip）的实现提供了可能，进一步缩小器件尺寸，降低功耗。 2. 易于制造与低成本： 传统的精密机械加工在太赫兹频段下成本高昂且精度难以保证。而平面天线的设计理念与现代微纳加工工艺（如光刻、蚀刻、沉积等）高度契合，这些工艺在半导体和微电子行业已经非常成熟，能够实现高精度、大批量、低成本的制造。这对于实现太赫兹通信的大规模商业化应用至关重要。 3. 优异的性能潜力： 尽管尺寸微小，但通过精心设计，太赫兹平面天线能够实现高性能。例如，通过采用多层结构、介质填充、电磁带隙（EBG）结构、超材料（Metamaterials）等先进技术，可以有效地提升天线的增益、带宽、效率，并抑制寄生辐射和串扰。特别是在构建大规模MIMO（多输入多输出）天线阵列时，平面天线的阵列化设计优势得以充分展现，能够实现高分辨率的空间复用和波束赋形，极大地提升了频谱利用效率和通信容量。 4. 灵活的设计与可控的辐射特性： 平面天线的设计灵活性极高。通过调整辐射单元的形状、尺寸、极化方式以及它们之间的排列布局，可以实现各种预期的辐射方向图，如全向、定向、扇形等。此外，通过引入可重构技术，如使用PIN二极管、MEMS（微机电系统）器件或液晶材料，可以实现天线的电扫描和波束跟踪，满足动态通信环境的需求。在太赫兹频段，对波束的精确控制尤为重要，因为太赫兹波容易受到大气衰减和物体遮挡的影响，需要定向传输以提高通信质量和效率。 5. 阵列化优势与波束赋形： 太赫兹通信对方向性要求很高，以克服高频下的传播损耗。平面天线非常适合构建大规模天线阵列。通过将大量微小单元排列成密集阵列，并对每个单元的激励相位进行精确控制，可以实现极窄的电子扫描波束。这种波束赋形技术能够将能量集中到特定的用户或方向，从而显著提高通信的距离和信噪比，同时减少对周围环境的干扰。这对于实现点对点的高速无线回传、室内精准覆盖以及多用户共享频谱等场景都至关重要。 6. 新材料与新工艺的融合： 太赫兹平面天线的研发也促进了新材料和新工艺的交叉融合。例如，使用低损耗的介质衬底（如Rogers、LCP等）是保证太赫兹信号传输效率的关键。超材料和左手材料（Left-handed materials）的应用，能够实现传统材料难以达到的电磁调控效应，例如负折射、超材料透镜等，为天线设计提供了新的维度。此外，3D打印等增材制造技术也为复杂结构太赫兹平面天线的快速原型制作提供了可能性。 在下一代通信中的具体应用前景： 超高速无线连接： 太赫兹平面天线阵列将是实现Tbps级数据传输的关键。想象一下，在室内或短距离传输场景，文件瞬间传输，高清视频无卡顿，VR/AR体验得到质的飞跃。 高精度定位与感知： 太赫兹波具有很高的频率分辨率和方向性，结合平面天线的精确波束控制，可以实现厘米级甚至毫米级的定位精度，以及对周围环境的高分辨率成像和感知，为自动驾驶、工业自动化、安防监控等领域提供强大的支持。 无线回程链路： 在基站密集部署的城市环境中，太赫兹平面天线可以提供高容量、低延迟的无线回程链路，连接基站与核心网，解决光纤难以铺设的区域的通信瓶颈。 芯片级通信： 随着集成技术的进步，可以将太赫兹平面天线直接集成到芯片上，实现超小型、低功耗的片上通信，为智能手机、可穿戴设备、嵌入式传感器等终端设备的互联互通提供新的可能性。 安全通信： 太赫兹波的定向性强，且在空气中衰减较快，这使得其在一些安全敏感的场景下具有优势，不易被窃听。 挑战与展望： 尽管太赫兹平面天线展现出巨大的潜力，但其发展仍面临一些挑战。例如，高频下材料的损耗、器件的集成与功耗、宽带匹配、阵列的校准与控制、以及如何在复杂环境中实现鲁棒的通信等问题，都需要持续的研究和技术突破。 然而，随着全球对下一代通信技术的投入不断加大，太赫兹平面天线的研究正以前所未有的速度发展。从理论设计到仿真验证，再到原型制作和实际测试，整个研发链条都在不断完善。可以预见，在不久的将来，基于太赫兹平面天线的通信系统将成为下一代信息社会的重要基石，为我们带来更智能、更便捷、更高效的数字生活。 这份简介旨在勾勒出太赫兹平面天线在下一代通信中的重要性、技术特点、应用前景以及面临的挑战，为读者提供一个全面而深入的理解，而非对具体图书内容的罗列。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书封设计非常简洁大气，黑白灰的配色显得专业而又不失现代感，封面的字体清晰，排版考究，给我的第一印象就非常不错。虽然我还没来得及细读内容，但这种严谨细致的风格往往暗示着内部内容的质量。我尤其关注的是“平面天线”这个词，在现代通信设备越来越追求小型化、集成化的趋势下，平面天线无疑是关键的技术载体。而将平面天线与太赫兹这一新兴频段结合，更是将技术挑战推向了新的高度。这本书很可能深入探讨了平面天线在太赫兹频段下面临的诸多难题，例如损耗、带宽受限、制造精度要求极高等，并且会提供一系列创新的解决方案。我猜测书中会详细介绍各种新型的太赫兹平面天线结构，比如微带天线、缝隙天线，亦或是更复杂的相控阵列等，以及它们在不同应用场景下的设计考量和性能评估。对于我来说，了解这些能够直接应用于下一代通信设备的设计原理和实现方法，将是极为宝贵的。我希望这本书能够帮助我理解太赫兹平面天线设计的核心技术，并为我未来的工作或研究提供新的思路和启示。

评分☆☆☆☆☆

在一次行业交流会上，我偶然听到了关于太赫兹通信的最新进展，其中一个核心议题就是天线技术的突破。当时我就意识到，太赫兹频段的巨大潜力需要有与之匹配的天线技术才能得以释放。当我看到《下一代通信中的太赫兹平面天线》这本书时，便毫不犹豫地将其收入囊中。我设想这本书将会是一份详尽的技术指南，它不仅会介绍太赫兹波的物理特性，如极高的频率、短波长所带来的传播特点，还会深入分析平面天线在这一频段面临的挑战，比如介质损耗、金属损耗的增加，以及如何通过优化天线结构、选择合适的材料来克服这些难题。我特别期待书中能够讲解一些具体的太赫兹平面天线设计案例，包括不同类型的平面天线，如微带天线、偶极子天线，甚至是一些更先进的超材料天线，以及它们在不同应用场景下的优缺点和性能指标。对我而言，这本书将是了解下一代通信技术核心部件的关键参考，希望能从中获得关于太赫兹平面天线设计、仿真和实现的宝贵知识。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名“下一代通信中的太赫兹平面天线”直接击中了我的兴趣点，我一直在关注通信技术的未来发展方向，而太赫兹通信无疑是其中最令人兴奋的领域之一。虽然我不是天线设计领域的专家，但我深知天线作为通信系统的“眼睛”和“耳朵”，其重要性不言而喻。特别是对于太赫兹这样一个全新的频段，如何设计出高效、小型化、易于集成的平面天线，是实现其广泛应用的关键瓶颈。我推测这本书会从基础理论讲起，系统地介绍太赫兹波的物理特性，然后深入到平面天线的具体设计原理和方法。我期待书中能够包含各种新型太赫兹平面天线的介绍，例如能够实现宽带、高增益、定向传输的天线，甚至是能够进行波束赋形和扫描的相控阵列。此外，我也希望书中能够讨论一些实际应用中的问题，比如在移动通信、雷达、成像等领域，太赫兹平面天线的设计需要考虑哪些特殊的因素，以及如何进行性能优化和系统集成。这本书的出现，为我提供了一个深入了解下一代通信核心技术的重要途径。

评分☆☆☆☆☆

我之前对通信领域一直很感兴趣，特别是那些能突破当前技术瓶颈的前沿方向。当我在书店看到这本《下一代通信中的太赫兹平面天线》时，立刻就被吸引住了。书名本身就充满了未来感，"下一代通信"预示着技术的革新，而"太赫兹"更是当前研究的热点，其超高频率带来的巨大带宽潜力，简直让人遐想联翩。加上“高新科技译丛”和“通信技术系列”的标签，我更确定这是一本能够深入挖掘技术细节、具有国际视野的专业书籍。虽然我目前还没有机会深入阅读，但仅从书名和系列定位来看，它就应该是一份宝贵的知识财富，尤其对于那些希望站在通信技术最前沿的科研人员、工程师或者对未来科技发展充满好奇心的爱好者来说，这本书的价值不言而喻。它很可能涵盖了太赫兹波的传播特性、现有平面天线设计的局限性，以及如何通过创新的设计来克服这些挑战，从而实现太赫兹频段下高效、可靠的通信。想到未来，从智能手机到自动驾驶，再到更高级的虚拟现实和远程医疗，似乎都离不开太赫兹通信技术的支撑，这本书的出现，无疑为我们理解并参与到这一变革中提供了重要的知识基石。

评分☆☆☆☆☆

这本书的主题“太赫兹平面天线”在通信领域具有划时代的意义。我们都知道，随着5G网络的普及和向6G演进，对通信带宽和速率的需求呈现爆炸式增长，而传统的射频频段已经接近饱和，太赫兹频段凭借其巨大的带宽潜力，成为了下一代通信的关键技术之一。然而，要实现太赫兹通信，高效、小型化的天线设计是核心挑战。而“平面天线”作为一种易于集成、成本相对较低的结构，是实现太赫兹应用的重要方向。因此，一本专门探讨“下一代通信中的太赫兹平面天线”的书籍，其重要性不言而喻。我推测书中会详细阐述太赫兹波的特性，包括其传播损耗、穿透性等，并分析这些特性对平面天线设计提出的特殊要求。同时，书中很可能深入探讨了各种新型的太赫兹平面天线设计技术，比如基于超材料、纳米结构的天线，或者是具有宽带、高增益特性的阵列天线。对于我这样关注前沿技术发展的人来说，这本书无疑提供了一个深入了解未来通信核心技术的重要窗口。