超寬帶脈衝天綫設計 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

李長勇，李引凡著 著

圖書標籤:

• 超寬帶天綫
• 脈衝天綫
• 天綫設計
• UWB
• 射頻電路
• 微波技術
• 電磁場與電磁波
• 天綫理論
• 信號完整性
• 高速通信

店鋪： 文軒網旗艦店

齣版社： 國防工業齣版社

ISBN：9787118109597

商品編碼：11540912581

齣版時間：2016-09-01

                            

                            

超寬帶脈衝天綫設計：理論、方法與實踐 引言 在現代通信、雷達、電子對抗以及電磁兼容等領域，超寬帶（Ultra-Wideband, UWB）技術因其獨特的優勢而備受矚目。UWB技術利用極短的脈衝信號在極寬的頻譜範圍內進行信息傳輸，相比傳統窄帶通信，它具有更高的頻譜利用率、更低的發射功率、更強的抗乾擾能力以及更高的定位精度。而天綫作為UWB係統的關鍵組件，其性能直接決定瞭整個係統的效能。設計一款高性能的UWB脈衝天綫，需要深入理解超寬帶信號的特性，並掌握一係列先進的天綫設計理論與仿真工具。 本書《超寬帶脈衝天綫設計》旨在為讀者提供一個全麵、深入的UWB脈衝天綫設計指南。我們從UWB信號的基本原理齣發，逐步深入到脈衝天綫的關鍵設計參數、常用結構、分析方法以及先進的設計技術。本書的重點在於將理論知識與實際工程應用緊密結閤，通過大量的實例分析和仿真演示，幫助讀者掌握從概念設計到最終實現的全過程。 第一章 UWB脈衝信號與天綫基礎 本章將為讀者打下堅實的理論基礎，詳細闡述超寬帶脈衝信號的特性及其在天綫設計中的意義。 1.1 超寬帶信號概述 1.1.1 UWB信號的定義與頻譜特徵：我們將探討UWB信號與傳統窄帶信號在頻譜寬度上的本質區彆，以及其對天綫設計提齣的挑戰。 1.1.2 UWB脈衝信號的産生與調製：簡要介紹UWB脈衝信號的生成方式，如衝激響應、高斯脈衝等，並討論其在時域和頻域的特點。 1.1.3 UWB技術的優勢與應用領域：列舉UWB技術在高速數據傳輸、精確測距、成像、傳感等方麵的廣泛應用，從而凸顯高性能UWB天綫的重要性。 1.2 天綫基本概念迴顧 1.2.1 天綫的輻射機理：迴顧電磁波的産生，以及天綫如何將電信號轉換為電磁波輻射齣去。 1.2.2 天綫的主要性能參數：詳細講解駐波比（VSWR）、迴波損耗（Return Loss）、阻抗匹配、增益（Gain）、方嚮性（Directivity）、極化（Polarization）、輻射效率（Radiation Efficiency）等關鍵參數，並解釋它們在UWB天綫設計中的重要性。 1.2.3 UWB天綫設計的特殊要求：針對UWB信號的寬頻譜特性，分析普通天綫在UWB頻段可能遇到的問題，如頻段內阻抗匹配不佳、輻射方嚮圖隨頻率變化大等。 第二章 UWB脈衝天綫的設計理論與關鍵參數分析 本章將深入探討UWB脈衝天綫的設計理論，並重點分析影響其性能的關鍵參數。 2.1 UWB天綫的設計目標 2.1.1 寬帶阻抗匹配：這是UWB天綫設計的核心挑戰之一。我們將詳細分析如何實現天綫在整個UWB頻段內與饋電網絡的良好阻抗匹配。 2.1.2 寬帶方嚮圖特性：討論如何在寬頻譜內保持相對穩定和期望的輻射方嚮圖，避免因頻率變化導緻的方嚮圖畸變。 2.1.3 良好的瞬態響應：針對脈衝信號的特性，分析天綫的瞬態響應（如旁瓣抑製、瞬態失真）對信號完整性的影響。 2.1.4 高輻射效率：在寬頻帶範圍內實現高輻射效率，以減少能量損耗。 2.2 關鍵設計參數的深入分析 2.2.1 阻抗匹配的理論模型：介紹史密斯圓圖在阻抗匹配中的應用，以及如何通過調整天綫結構參數來實現目標阻抗。 2.2.2 頻域與時域的關聯：分析頻域參數（如迴波損耗、S11）與時域參數（如瞬態響應、脈衝展寬）之間的關係。 2.2.3 結構參數對天綫性能的影響：討論天綫尺寸、形狀、材料、饋電方式等幾何結構參數如何影響其帶寬、阻抗、方嚮圖等性能。 第三章 UWB脈衝天綫常用結構與設計方法 本章將介紹幾種經典且實用的UWB脈衝天綫結構，並闡述其設計思路與方法。 3.1 典型UWB脈衝天綫結構 3.1.1 UWB單極子天綫：分析各種單極子天綫（如偶極子、脊狀偶極子、V型偶極子）的特點，及其在UWB頻段的應用。 3.1.2 UWB陣列天綫：介紹UWB天綫陣列的設計原理，包括單元選擇、排布方式以及互耦效應的處理。 3.1.3 UWB微帶天綫：討論微帶貼片天綫、微帶脊形天綫等在UWB應用中的改進與設計。 3.1.4 UWB喇叭天綫與螺鏇天綫：介紹這兩類在超寬帶應用中常見的開闊帶天綫，分析其工作原理與設計要點。 3.1.5 特種UWB天綫：如多層結構天綫、帶狀綫天綫、樹枝狀天綫等，探討其獨特的結構設計與性能優勢。 3.2 UWB天綫設計流程 3.2.1 需求分析與參數確定：根據具體的應用場景，明確UWB天綫的設計指標，如工作頻段、帶寬、增益、方嚮圖等。 3.2.2 結構選擇與初步設計：根據設計需求，選擇閤適的天綫類型，並進行初步的幾何尺寸設計。 3.2.3 電磁仿真與優化：利用專業的電磁仿真軟件（如HFSS, CST, FEKO等）對天綫模型進行仿真分析，並根據仿真結果對結構參數進行優化，以達到設計目標。 3.2.4 關鍵技術與技巧：介紹如何有效地進行阻抗匹配、控製方嚮圖、提高效率等設計過程中常用的技術和技巧。 第四章 UWB脈衝天綫的仿真與測試技術 本章將詳細介紹UWB脈衝天綫在設計過程中所需的仿真工具以及性能測試方法。 4.1 常用電磁仿真軟件介紹 4.1.1 仿真軟件的選擇與應用：簡要介紹當前主流的電磁仿真軟件，並說明它們在UWB天綫設計中的作用。 4.1.2 UWB天綫仿真模型建立：演示如何精確地建立UWB天綫的幾何模型，並設置閤適的材料參數和激勵源。 4.1.3 仿真結果的分析與解讀：講解如何分析仿真得到的S參數、方嚮圖、阻抗等結果，並與設計目標進行對比。 4.2 UWB天綫性能測試方法 4.2.1 關鍵參數的測試設備：介紹矢量網絡分析儀（VNA）、信號源、頻譜分析儀、近場/遠場測量係統等用於天綫測試的常用設備。 4.2.2 阻抗匹配與迴波損耗測試：詳細說明如何使用VNA測量天綫的S11參數，以及如何評估其阻抗匹配性能。 4.2.3 方嚮圖與增益測量：介紹如何進行天綫的方嚮圖測量和增益測試，以及如何處理測試數據。 4.2.4 瞬態響應與脈衝失真測試：討論針對UWB脈衝信號的特殊測試需求，如如何評估天綫的瞬態響應特性。 4.3 仿真與實測的對比與校核：強調仿真結果與實際測量結果的一緻性，以及如何通過實測結果對仿真模型進行校核和修正。 第五章 UWB脈衝天綫的先進設計技術與發展趨勢 本章將探討UWB脈衝天綫設計中的一些前沿技術，並展望未來的發展方嚮。 5.1 新型UWB天綫結構研究 5.1.1 基於超材料的UWB天綫：介紹超材料在實現小型化、寬帶化UWB天綫方麵的應用潛力。 5.1.2 智能UWB天綫：探討可重構、自適應UWB天綫的概念及其在動態環境中的應用。 5.1.3 多功能UWB天綫：例如集成瞭通信與傳感功能的天綫設計。 5.2 UWB係統集成與小型化設計 5.2.1 UWB天綫與射頻前端的集成：分析天綫與射頻電路的匹配與優化，以減小整體體積和功耗。 5.2.2 UWB天綫的微型化技術：研究各種縮減天綫尺寸的方法，同時保持其寬帶性能。 5.3 UWB脈衝天綫的設計挑戰與未來展望 5.3.1 寬頻譜內的電磁兼容性：探討UWB天綫在復雜電磁環境下的性能與乾擾問題。 5.3.2 UWB脈衝信號的保真度：研究如何最大程度地保持脈衝信號的原始形狀，減少失真。 5.3.3 UWB技術的未來發展：結閤5G/6G通信、物聯網、車聯網等新興技術，展望UWB脈衝天綫的創新應用方嚮。 結論 《超寬帶脈衝天綫設計》一書的齣版，旨在為所有對UWB脈衝天綫設計感興趣的研究人員、工程師以及學生提供一本全麵、實用且具有前瞻性的參考資料。本書內容緊密圍繞UWB脈衝天綫的理論、方法與實踐展開，從基礎概念到先進技術，力求為讀者構建一個清晰、係統的知識體係。我們相信，通過本書的學習，讀者將能夠更深入地理解UWB脈衝天綫的設計原理，掌握實際設計中的關鍵技術，並能夠獨立完成高性能UWB脈衝天綫的設計與優化工作，從而為UWB技術的進一步發展貢獻力量。