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出版者:

作者:Huang, Yi, Dr./ Boyle, Kevin

出品人:

页数:378

译者:

出版时间:2008-10

价格:940.00元

装帧:

isbn号码:9780470510285

丛书系列:

图书标签:

• 天线
• 射频
• 无线通信
• 电磁场
• 微波技术
• 天线设计
• 信号处理
• 通信工程
• 电子工程
• 天线理论

《天线：无线通信的脉络》 一、 拨云见日：无线通信的基石 在信息爆炸的时代，无线通信已渗透到我们生活的每一个角落，从智能手机的便捷通话，到全球卫星导航的精准定位，再到物联网设备无处不在的连接，其背后都离不开一项至关重要的技术——天线。正如每一条河流都汇入大海，每一段无线传输的信号，都必须经过一枚小小的天线，才能穿越时空，抵达远方。 《天线：无线通信的脉络》一书，并非是一部关于天线制造工艺的流水账，也不是一本堆砌枯燥公式的学术论文集。它致力于以清晰、生动的笔触，深入浅出地揭示天线作为无线通信系统核心组成部分的奥秘。本书的目标读者是所有对无线通信技术感到好奇，并希望理解其底层原理的读者，无论您是信息通信领域的初学者，或是希望拓宽知识面的资深从业者，都能从中获得启发。 二、 穿越时空的信使：天线的原理与演进 本书的开篇，将带领读者穿越时空，回溯天线技术的起源。从最早的赫兹实验中那简单的金属棒，到如今应用于5G、6G甚至未来通信系统的复杂阵列，我们将一同见证天线技术如何随着人类对电磁波的理解加深而不断演进。 电磁波的语言： 天线为何能够传输和接收信号？本书将详细阐述电磁波的产生、传播原理，以及天线如何将电信号转化为电磁波，并在空间中定向辐射，又如何接收空间中的电磁波并将其转化为电信号。我们将用直观的比喻和图示，来解释电流振荡、电场磁场耦合等看似深奥的概念，让读者真正理解“振荡”与“辐射”之间的内在联系。 形状的奥秘： 不同的天线有着不同的形态，如简单的偶极子天线、实用的单极子天线、高效的环形天线、以及更复杂的螺旋天线和喇叭天线。本书将逐一剖析这些常见天线的结构特点，并深入探讨其工作原理、辐射方向图、阻抗匹配等关键参数。读者将了解到，天线的“形状”绝非随意设计，而是蕴含着精妙的物理规律，并直接影响着其性能表现。 方向的智慧： 无线通信并非无所不在的“广播”，更多时候需要精确的“指向”。本书将着重讲解天线的方向性，即不同方向上的信号强度差异。我们将介绍如何通过改变天线结构、组成阵列等方式，来获得所需的辐射方向特性，以实现远距离通信、信号聚焦等目标。 性能的追求： 效率、带宽、增益、极化……这些是衡量天线性能的重要指标。本书将用易于理解的方式解释这些概念，并探讨影响这些指标的因素，例如天线材料、尺寸、工作频率等。读者将了解到，设计一款优秀的天线，需要在多个性能指标之间进行权衡与优化。 三、 琳琅满目：天线的种类与应用 随着科技的发展，天线技术的应用领域日益广泛，种类也愈发繁多。本书将带领读者领略天线家族的丰富多彩，并深入了解它们在不同领域的关键作用。 通信的翅膀： 在我们日常使用的手机、Wi-Fi路由器、广播电视发射塔中，天线扮演着至关重要的角色。本书将详细介绍这些常见通信设备所使用的天线类型，以及它们如何协同工作，构建起我们赖以生存的无线通信网络。 导航的眼睛： GPS、北斗等卫星导航系统，其信号的接收离不开特殊的天线。本书将探讨这些导航天线的特点，以及它们如何精确地捕捉卫星信号，为我们的出行提供可靠的定位服务。 雷达的触角： 雷达技术在军事、气象、航空等领域有着举足轻重的地位。本书将介绍雷达系统中使用的各种天线，如相控阵天线、抛物面天线等，以及它们如何实现对目标的探测、跟踪和测距。 物联网的脉搏： 随着物联网的蓬勃发展，小巧、低功耗、高集成度的天线变得越来越重要。本书将探讨用于物联网设备的各类天线，以及它们如何实现设备之间的互联互通，构筑智慧生活的基石。 前沿的探索： 除了成熟的应用，本书还将展望天线技术在未来通信（如6G）、太赫兹通信、量子通信等前沿领域的潜在发展方向，激发读者的探索欲。 四、 超越技术的藩篱：天线设计的智慧 《天线：无线通信的脉络》并非仅仅罗列技术细节，它更关注天线设计的“智慧”与“艺术”。 建模与仿真： 在实际制造之前，如何预测天线的性能？本书将介绍天线设计过程中常用的建模与仿真工具，以及它们如何帮助工程师高效地进行设计优化，缩短研发周期。 阻抗匹配的艺术： 天线与馈线的阻抗匹配是保证信号有效传输的关键。本书将用形象的语言解释阻抗匹配的原理，并介绍多种实现阻抗匹配的方法，让读者理解其中的巧妙之处。 环境的影响： 实际应用中，天线会受到各种环境因素的影响，如周围障碍物、金属物体等。本书将探讨这些环境因素对天线性能的影响，并介绍如何采取措施来减弱这些不利影响。 小型化与集成化： 随着电子设备的日益小型化，对天线的小型化和集成化提出了更高的要求。本书将介绍天线小型化设计的策略，以及如何将天线集成到设备中，实现美观与性能的统一。 五、 结语：连接世界的无形之手 《天线：无线通信的脉络》是一次探索之旅，它将带领您深入了解那个无形却至关重要的“连接世界”的组件。本书力求以最贴近读者的方式，展现天线技术的神奇之处，以及它在现代社会中不可或缺的地位。我们希望通过这本书，让更多人能够理解无线通信的本质， appreciating the intricate dance of electromagnetic waves that powers our connected world.

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我之前涉猎过一些射频和微波的书籍，很多都停留在对数学模型的推导上，读起来枯燥乏味，感觉更像是物理学的教科书而不是工程应用指南。然而，这本书的视角非常独特，它将天线设计置于整个通信链路的背景下进行讨论。让我印象深刻的是，书中有一部分专门探讨了“环境对天线性能的影响”，这在很多标准教材中常常被一笔带过。比如，它细致地分析了安装高度、周围物体散射对波束宽度和增益的具体量化影响，并且提供了实用的修正方法。这种“实战派”的论述风格，让阅读体验大大提升。它不仅仅告诉你“如何做”，更重要的是告诉你“在什么情况下不该这么做”。此外，书中对现代宽带和多频带天线技术，例如UWB和MIMO天线的最新进展也有相当详尽的介绍，信息更新速度让人感到惊喜，显示出作者对当前技术前沿的把握非常到位。

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我尝试将这本书推荐给几位刚毕业的同事，反馈结果很有趣。对于理论基础薄弱的，他们觉得前几章稍显“硬核”，需要反复咀嚼才能消化。但对于已经有几年工作经验的工程师来说，这本书的价值就完全体现出来了。它不是教你如何使用某个软件库，而是教你如何理解这些库背后的物理原理，如何质疑和验证它们的计算结果。书中对于极化特性的深入探讨，尤其是圆极化和椭圆极化天线的交叉极化隔离度分析，详尽到我以前从未在其他书籍中见过如此细致的工程讨论。它更像是一部“反向工程”指南，教会你如何从系统指标反推出所需天线的关键参数。读完之后，那种“豁然开朗”的感觉，就像是拿到了一个隐藏在行业深处的“设计说明书”，对于提升个人在射频领域的核心竞争力，无疑是一笔巨大的投资。

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这本书的排版和图示质量非常高，这对于理解三维空间中的电磁波场分布至关重要。我发现很多关于波束赋形和相控阵天线的章节，如果脱离了精美的三维动态图示，是很难想象其工作原理的。作者在这方面的投入是显而易见的，每一个截面图、每一个电流分布图都清晰地标明了坐标系和相位信息。它没有采用那种传统的、平面化的示意图，而是力求还原真实的电磁环境。另一个值得称赞的地方是它对“系统级”性能的关注。书中后面章节深入探讨了天线在特定应用场景下的系统损耗预算，比如卫星通信链路的衰减计算，以及如何优化天线阵列以应对多径效应。这种从器件到系统的完整视角，让初学者也能建立起一个宏观的知识框架，避免了只见树木不见森林的问题。

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说实话，这本书的阅读门槛并不低，尤其是在涉及电磁场积分方程和数值求解方法（如FDTD和MoM）的那几部分，需要读者具备扎实的微积分和线性代数基础。但是，一旦跨过那道坎，你就会发现作者在解释这些复杂算法时的逻辑严密性和清晰度是无与伦比的。他没有直接给出算法的最终形式，而是从物理现象的离散化过程入手，逐步推导出数值模型的建立过程。这使得读者能够理解数值模拟背后的物理意义，而不是盲目地调用软件。我个人受益最大的是关于误差分析的部分，作者非常坦诚地指出了不同数值方法在处理特定边界条件时的局限性，这对于我们进行仿真验证工作至关重要，避免了因为过度依赖软件结果而犯下的低级错误。这本书与其说是教材，不如说是一部关于电磁兼容性（EMC）和精确仿真的进阶参考手册。

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这本关于天线技术的书，从头到尾都散发着一种务实和严谨的气息。作者并没有一上来就抛出复杂的数学公式，而是花了相当大的篇幅来建立对电磁波基本原理的直观理解。我尤其欣赏它对各种经典天线类型——从最简单的偶极子到复杂的阵列——的剖析方式。讲解过程就像一位经验丰富的老工程师在手把手地教导，每一步的设计考量、性能指标的权衡，都解释得极为透彻。书中对阻抗匹配和方向图的解读，我以前总觉得晦涩难懂，但作者用大量的工程实例和图表，将这些抽象的概念具象化了。读完后，我感觉自己不再是仅仅记住公式，而是真正理解了“为什么”要这么设计。它不是一本只适合理论研究者的书，更像是为现场射频工程师准备的“工具箱”，里面的每一个章节都能在实际工作中找到对应的应用场景，让人读完后立刻有信心去设计和优化一个实际的射频系统。

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