Ultra Wideband Antennas and Propagation for Communications, Radar and Imaging pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:John Wiley & Sons Inc

作者:Allen, Ben (EDT)/ Dohler, Mischa (EDT)/ Okon, Ernest E. (EDT)/ Malik, Wasim Q. (EDT)/ Brown, Anthony

出品人:

页数:508

译者:

出版时间:2006-11

价格:1428.00 元

装帧:HRD

isbn号码:9780470032558

丛书系列:

图书标签:

超宽带天线
超宽带传播
无线通信
雷达
成像
天线设计
电磁兼容性
信号处理
微波技术
射频电路

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具体描述

Providing up-to-date material for UWB antennas and propagation as used in a wide variety of applications, "Ultra-wideband Antennas and Propagation for Communications, Radar and Imaging" includes fundamental theory, practical design information and extensive discussion of UWB applications from biomedical imaging, through to radar and wireless communications. An in-depth treatment of ultra-wideband signals in practical environments is given, including interference, coexistence and diversity considerations. The text includes antennas and propagation in biological media in addition to more conventional environments. The topics covered are approached with the aim of helping practising engineers to view the subject from a different angle, and to consider items as variables that were treated as constants in narrowband and wideband systems. Features tables of propagation data, photographs of antenna systems and graphs of results (e.g. radiation patterns, propagation characteristics) Covers the fundamentals of antennas and propagation, as well as offering an in-depth treatment of antenna elements and arrays for UWB systems, and UWB propagation models Provides a description of the underlying concepts for the design of antennas and arrays for conventional as well as ultra-wideband systems Draws together UWB theory by using case-studies to show applications of antennas and propagation in communication, radar and imaging systems The book highlights the unique design issues of using ultra-wideband and will serve both as an introductory text and a reference guide for designers and students alike.

无线通信与电磁场前沿探索：新一代系统设计与优化本书聚焦于当前无线通信、雷达和成像领域面临的核心挑战与前沿技术，深入探讨了从基础理论到实际应用的各个关键环节。它旨在为工程师、研究人员及高级学生提供一套全面且深入的知识体系，以应对未来高频谱效率、低功耗和高精度传感需求的迫切挑战。本书结构设计旨在提供一个逻辑清晰、层层递进的学习路径。首先，它从电磁波理论的现代诠释入手，特别是针对复杂介质和非均匀环境下的传播特性进行深入剖析。这部分内容超越了传统的自由空间传播模型，详细考察了散射、衍射和吸收在实际城市峡谷、室内复杂结构乃至生物组织中的作用机理，为理解信号失真和多径效应提供了坚实的理论基础。第一部分：高效频谱利用与新型调制技术本部分着重于解决频谱资源日益紧张的问题，探讨了超越传统正交频分复用（OFDM）限制的新兴技术。 1. 认知无线电与动态频谱接入（DSA）：详细阐述了认知电台如何实时感知和利用频谱空洞，涉及盲源分离、机器学习在频谱决策中的应用，以及如何设计具有高鲁棒性的干扰检测算法。内容涵盖了次级用户与初级用户的共存协议设计，确保系统在动态环境中维持高性能。 2. 超宽带信号的独特优势与挑战：虽然本书不直接关注UWB天线本身，但深入分析了超宽带脉冲的瞬态特性如何影响信道建模。重点讨论了极短脉冲在时间和频率域的分布特征，以及如何利用这种极宽的带宽潜力来实现高分辨率测距和成像，同时应对高复杂度的脉冲整形和同步问题。这部分内容包含了非高斯噪声环境下最优接收机的设计原则。 3. 载波聚合与多输入多输出（MIMO）系统的深化：对下一代蜂窝网络（5G-Advanced及6G愿景）中的大规模MIMO（Massive MIMO）和超密集组网（UDN）进行了详尽分析。特别关注了多用户MIMO（MU-MIMO）的预编码技术，包括基于信道互信息最大化的预编码矩阵计算，以及如何有效处理大规模天线阵列中的互耦效应和硬件非理想性。同时，书中也涵盖了基于稀疏采样的信道估计方法，以降低大规模MIMO系统的反馈开销。第二部分：先进雷达与成像系统中的信号处理本部分聚焦于如何从采集到的原始数据中提取精确信息，强调了信号处理在提升系统性能中的核心地位。 1. 高级目标检测与参数估计：详细介绍了恒虚警率（CFAR）检测器的优化，尤其是在低信噪比（SNR）和复杂背景杂波条件下的性能提升。针对参数估计，本书深入探讨了高分辨率谱估计技术，如Capon、MUSIC和ESPRIT算法的局限性及其在实际应用中的改进方案，特别是针对二维波束形成和目标定位的扩展。 2. 基于相控阵与合成孔径的成像：在雷达和遥感应用中，成像质量至关重要。本书详细阐述了合成孔径雷达（SAR）的核心成像算法，包括距离压缩和方位向压缩的理论细节。对于相控阵雷达，侧重于自适应波束形成，如最小方差无失真响应（MVDR）波束形成器，以及如何利用数字波束形成（DBF）技术实现更灵活的扫描和干扰抑制。 3. 非线性与非平稳环境下的信号重构：针对雷达和医疗成像中常见的非线性失真和时变信道，本书提出了先进的信号重构框架。这包括压缩感知（Compressed Sensing, CS）在稀疏信号重构中的应用，以及如何设计适合于时间序列数据的卡尔曼滤波和扩展卡尔曼滤波（EKF）变体，用于高动态目标跟踪。第三部分：面向未来的系统集成与物理层安全最后一部分将目光投向了系统的整体架构、能效管理以及信息安全问题，这些是实现下一代通信基础设施的关键。 1. 低延迟与可靠性（URLLC）的实现：深入分析了URLLC服务对物理层参数的严苛要求。讨论了快速重传机制、提前调度以及基于确定性网络编码的可靠性增强策略。重点关注了极短传输时间间隔（TTI）下的信道估计精度保障问题。 2. 异构网络中的资源管理与能效：探讨了在宏蜂窝、微蜂窝、皮蜂窝等多层网络共存场景下的功率控制和负载均衡策略。引入了面向能效的波束赋形方法，旨在最小化传输功率的同时，满足目标用户所需的吞吐量和延迟约束。 3. 物理层安全（PLS）：随着网络渗透性增强，安全问题从网络层下沉到物理层。本书详细介绍了基于信道不确定性的加密方法，例如利用无线信道特征作为密钥生成源（如信道互信息度量）。探讨了窃听者检测与干扰机识别的信号处理技术，旨在构建抗窃听和抗恶意干扰的底层通信安全屏障。全书贯穿了严谨的数学推导、实际的仿真案例分析和对未来技术发展趋势的深刻洞察，确保读者不仅理解“如何做”，更能理解“为什么这样做”。每一章节都力求在理论深度和工程实践之间取得平衡，是从事前沿无线系统设计和电磁波应用研究的必备参考书。