高新科技译丛·天线技术系列：寄生天线阵列在无线MIMO系统中的应用 [Parasitic Antenna Arrays for Wireless MIMO Systems] epub pdf mobi txt 电子书 下载 2024

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内容简介

　　《高新科技译丛·天线技术系列：寄生天线阵列在无线MIMO系统中的应用》介绍了两个技术领域的典型代表：由模拟电路控制的寄生天线阵列以及多元阵列MIMO技术。这两种技术的结合导致寄生天线具备了新的功能，使寄生天线可以应用到MIMO通信中。
　　《高新科技译丛·天线技术系列：寄生天线阵列在无线MIMO系统中的应用》主要讨论了寄生天线应用于MIMO通信时所牵涉到的各种技术问题，包括基于寄生天线阵列MIMO传输的可行性，其中涉及的理论以及电磁方面的考虑；基于寄生天线阵列MIMO信道的建模；基于寄生天线阵列的MIMO通信发射机技术和接收机技术；同时，书中还基于现有和即将给出的无线通信标准，给出了寄生天线阵列的潜在应用。
　　《高新科技译丛·天线技术系列：寄生天线阵列在无线MIMO系统中的应用》涉及的技术领域比较新，可作为通信、天线设计以及MIMO通信领域工程技术人员和科研人员的自学参考书。

内页插图

目录

第1章 天线阵列：传统模式和新兴方法
1．1 天线阵列历史回顾
1．1．1 辐射方向图
1．1．2 模拟天线阵列
1．1．3 数字天线阵列
1．1．4 MIMO系统
1．1．5 混合模拟／数字阵列
1．2 经典MIMO系统
1．2．1 MIMO链路
1．2．2 MIMO网络
1．3 超越经典MIMO模式
参考文献

第2章 寄生天线阵列：天线展望
2．1 智能天线设计中的壁垒
2．2 天线基本概念
2．2．1 天线作为电路设备
2．2．2 天线作为电磁辐射器
2．2．3 天线阵列及互耦
2．3 通信系统中的天线
2．3．1 无线信道中的天线
2．3．2 MIMO基础知识
2．4 互耦的祝福
2．5 架起两个不同领域的桥梁
参考文献

第3章 波束空间MIMO及自由度
3．1 引言
3．2 传统MIMO系统的波束空间域建模
3．3 一种新的单射频波束空间MIMO架构（BS-MIMO）
3．3．1 系统方程
3．3．2 发射机功能
3．3．3 接收机功能
3．4 寄生天线阵列的天线自由度
3．4．1 用于任意ESPAR平面布局的Gram-Schmidt方法
3．4．2 五元圆周ESPAR分析示例
3．5 单射频链路BS-MIMO系统在信道未知条件下的性能评估
3．5．1 设计约束与发射方向图
3．5．2 基于谱效率的性能评估
3．6 自适应基方向图计算与信道确知BS-MIMO系统性能评估
3．6．1 三维基方向图计算
3．6．2 二维基方向图计算
3．6．3 真实信道条件下的性能评估
3．7 讨论
附录A：式（3．25）的证明
参考文献

第4章 发射机技术
4．1 引言
4．2 一大创举：基于心形方向图的单射频MIMO发射
4．3 波束空间域的单射频MIMO发射
4．3．1 三元线性平面寄生天线的波束空间域
4．3．2 基于随机算法的负栽估计
4．4 用于单射频MIMO发射的ESPAR负载架构
4．4．1 基于单射频链路和寄生天线切换的空间复用
4．4．2 基于单射频链路和电抗辅助寄生阵元的空间复用
4．4．3 基于单射频链路的发射分集
4．5 小结
附录A：式（4．8）的证明
参考文献

第5章 接收机技术
5．1 引言
5．2 基本概念
5．2．1 旋转天线
5．2．2 虚拟旋转天线
5．2．3 方向图调制
5．2．4 信道容量
5．3 频谱混叠
5．3．1 离散时间描述
5．3．2 相邻信道干扰
5．3．3 采样问题
5．4 有源天线与寄生天线之间的比较
5．5 小结
参考文献

第6章 波束域MIMO寄生天线阵列的设计与实现
6．1 引言
6．2 BS-MIMO寄生天线阵列设计与实现
6．2．1 概述
6．2．2 寄生天线阵列的高效建模方法
6．2．3 设计方法
6．2．4 可变电抗负载的硬件实现技术
6．2．5 可变负栽的设计与测量
6．2．6 天线测量结果
6．3 更为实用的便携化天线设计
6．4 小结
参考文献

第7章 设想的无线传输验证
7．1 引言
7．2 使用单个射频前端的BS-MIMO
7．2．1 MIMO试验台
7．2．2 发射机
7．2．3 接收机
7．2．4 MIMO发射
7．2．5 MIMO接收
7．2．6 小结
7．3 使用ESPAR天线的认知传输
7．3．1 系统组成
7．3．2 空间叠加场景1
7．3．3 空间叠加场景2
7．3．4 小结
7．4 用于LTE空间叠加的五元寄生天线
7．4．1 寄生天线阵列设计
7．4．2 小结
7．5 讨论
参考文献

第8章 多有源多无源天线系统及应用
8．1 多端口网络模型
8．2 电抗控制自适应天线系统的MIMO应用
8．2．1 自适应MAMP天线系统说明
8．2．2 自适应负载
8．2．3 仿真结果
8．3 多用户分集系统的波束切换寄生阵列
8．3．1 系统模型
8．3．2 增强型选择合并的天线架构
8．3．3 增强型选择结合天线设计实例和性能评估
8．4 小结
参考文献
术语表

前言/序言

　　基于在无线发射机和接收机端使用多个天线而形成的MIMO系统，在过去的15年来一直是一个研究热点。尽管对MIMO的研究已经在从信道特征、时空编码体系、低反馈技术到多用户、多节点以及多天线（甚至巨型天线）配置技术等多个方面取得了巨大进步，MIMO系统却仅在无线手持式终端和传感器节点上刚刚得到应用。这主要是由于设备所受的物理、成本和功率上的限制造成的：终端的小型化必然会使终端上的能够确保彼此去相关的天线数量减少，而天线的去相关性是使MIMO信道能够实现多路多流传输信号的关键特性；同时每一个天线都需要拥有自己的射频线路进行信号馈给，增加了终端的成本；而必不可少的联合基带信号处理与射频线路一起，大大增加了设备的耗电量，造成设备电池电量的快速消耗。
　　本书给出了一种研究MIMO通信问题的新形式，即不再坚持MIMO通信中每个天线都要与一条射频链路建立一对一链接关系的限制，这种MIMO形式有违传统的MIMO和阵列处理方式，但建立了射频信号与其基带信号之间一对一的映射关系，从而采用该形式可以直接利用一个数字信号处理器在基带信号域进行所有的信号处理。为了能够在通信中应用这种新的MIMO形式，我们利用了寄生天线阵列。寄生天线阵列是一种常用予固定模拟电视接收的老技术，但我们为其配备了先进的数字模拟混合处理技术，从而使其可以适用于MIMO通信。在天线阵列中，相邻天线阵元之间会产生互耦，天线阵元中的主动激励将使其相邻阵元受到感应，结果是其中一些天线阵元（所谓的无源阵元）会产生辐射，这一基本物理现象使得上述MIMO形式的实现成为可能。正如贯穿于全书中的观点，充分利用天线阵元间的互耦效应，可以在自由空间实现空间复用／分接技术，其性能可与传统的MIMO系统相比拟。尽管这些技术还处于起步阶段，并且需要一种谨慎、复杂、典型的调制样式和特定的拓扑结构，却具备绝对的优势，这些技术可以使给定尺寸的设备拥有更多的天线阵元，同时使整个天线阵列的射频链路显著减少（甚至有可能只需要一条射频链路）。
　　本书来源于我们团队的集体智慧，通过对寄生天线在MIMO通信中的应用这一领域中相关文章的收集整理，我们认为目前已有足够的理论和试验数据支撑此书的撰写。该领域不仅仅是一个较新的领域，还是一个相对较窄的领域，目前从事这方面研究的人员并不多，但我们相信，本书将为促进更多的人从事该领域的研究起到催化作用。我们坚信，如果能够给予适当的关注，寄生天线阵列将会变成促进MIMO无线通信设备小型化的关键技术方法，从而使通信容量在频谱带宽一定的情况下显著增大。

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