编辑推荐

适读人群 ：无线通信工程师

通信经典著作全新升级版

智能天线理论、设计和实践的必备书

提供丰富MATLAB实践代码，学习重要指南

内容简介

本书全新升级，是一本更完整、更新内容的智能天线设计和性能实践指南。

本书结合大量的MATLAB实践案例，全面详解了智能天线领域所包含的理论与技术，可以为读者搭建全面的智能天线知识和理论基础，帮助读者深入理解智能天线的原理与实践过程。

本书作为实践指南可以为无线通信工程师学习智能天线提供重要指导与参考，也可作为通信、电子、计算机等相关专业研究生或高年级本科生的学习教材。

作者简介

关于作者

Frank B.Gross

佐治亚南方大学电气工程系主任，教授，美国工程教育学会和IEEE天线与传播学会的会员，佐治亚技术研究院（GTRI）高级研究工程师，研究领域包括智能天线、电磁学、雷达、定向天线设计、超材料以及天线阵列处理。

章节目录

原书前言

第1章　引言1

　1.1　智能天线是什么 1

　1.2　为什么会出现智能天线 2

　1.3　智能天线带来的好处是什么 2

　1.4　智能天线原理 3

　1.5　本书概览 4

　1.6　参考文献 4

第2章　电磁场基础 6

　2.1　麦克斯韦方程 6

　2.2　亥姆霍兹波方程 7

　2.3　直角坐标系中的传播 8

　2.4　球面坐标系中的传播 9

　2.5　电场边界条件 10

　2.6　磁场边界条件 12

　2.7　平面波反射和透射系数 13

　　2.7.1　垂直入射 13

　　2.7.2　斜入射 16

　2.8　平地上的传播 18

　2.9　刀口衍射 20

　2.10　参考文献 22

　2.11　习题 22

第3章　天线基础 25

　3.1　天线场区域 25

　3.2　功率密度 26

　3.3　辐射强度 28

　3.4　基本天线命名 29

　　3.4.1　天线方向图 29

　　3.4.2　天线瞄准线 31

　　3.4.3　主平面方向图 31

　　3.4.4　波束宽度 31

　　3.4.5　方向性 31

　　3.4.6　波束立体角 32

　3.4.7　增益 32

　　3.4.8　有效孔径 33

　3.5　Friis传输公式 33

　3.6　磁矢势和远场 34

　3.7　线性天线 35

　　3.7.1　无穷小偶极子 35

　　3.7.2　有限长偶极子 37

　3.8　环形天线 39

　　3.8.1　恒定相量电流环路 39

　3.9　参考文献 41

　3.10　习题 42

第4章　阵列基础 44

　4.1　线阵 44

　　4.1.1　二元阵列 44

　　4.1.2　均匀N元线阵 45

　　4.1.3　均匀N元线阵方向性 52

　4.2　阵列加权 55

　　4.2.1　波束导向和加权阵列 62

　4.3　环阵63

　　4.3.1　波束导向环阵 63

　4.4　直角面阵 64

　4.5　固定波束阵列 65

　　4.5.1　Butler矩阵 66

　4.6　固定旁瓣消除 67

　4.7　逆向阵列 69

　　4.7.1　无源逆向阵列 70

　　4.7.2　有源逆向阵列 70

　4.8　参考文献 71

　4.9　习题 72

第5章　随机变量和随机过程原理 74

　5.1　随机变量的定义 74

　5.2　概率密度函数 74

　5.3　期望和阶矩 76

　5.4　常见的概率密度函数 77

　　5.4.1　高斯密度 77

　　5.4.2　瑞利密度 78

　　5.4.3　均匀密度 78

　　5.4.4　指数密度 79

　　5.4.5　莱斯密度 80

　　5.4.6　拉普拉斯密度 81

　5.5　平稳性和遍历性 82

　5.6　自相关和功率谱密度 83

　5.7　协方差矩阵 84

　5.8　参考文献 85

　5.9　习题 85

第6章　传播信道特征 87

　6.1　平地模型 87

　6.2　多径传播机制 90

　6.3　传播信道基础 91

　　6.3.1　衰落 91

　　6.3.2　快衰落建模 92

　　6.3.3　信道脉冲响应 100

　　6.3.4　功率时延分布 101

　　6.3.5　功率时延分布的预测 103

　　6.3.6　功率角度分布 103

　　6.3.7　角度扩展预测 105

　　6.3.8　功率时延－角度分布 108

　　6.3.9　信道色散 108

　　6.3.10　慢衰落模型 109

　6.4　提高信号质量 110

　　6.4.1　均衡 111

　　6.4.2　分集 112

　　6.4.3　信道编码 114

　　6.4.4　MIMO 114

　6.5　参考文献 116

　6.6　习题 118

第7章　到达角估计 121

　7.1　矩阵代数基础 121

　　7.1.1　向量基础 121

　　7.1.2　矩阵基础 122

　7.2　阵列相关矩阵 125

　7.3　AOA估计方法 127

　　7.3.1　Bartlett AOA估计 127

　　7.3.2　Capon AOA估计 128

　　7.3.3　线性预测AOA估计 129

　　7.3.4　最大熵AOA估计 131

　　7.3.5　PHD AOA估计 131

　　7.3.6　最小模AOA估计 132

　　7.3.7　MUSIC AOA估计 134

　　7.3.8　Root－MUSIC AOA估计 136

　　7.3.9　ESPRIT AOA估计 141

　7.4　参考文献 144

　7.5　习题 145

第8章　智能天线 148

　8.1　概述 148

　8.2　智能天线的发展历程 149

　8.3　固定权重波束形成基础 150

　　8.3.1　最大化信干比 150

　　8.3.2　最小方均误差 155

　　8.3.3　最大似然 157

　　8.3.4　最小方差 159

　8.4　自适应波束形成 162

　　8.4.1　最小方均 162

　　8.4.2　采样矩阵求逆 164

　　8.4.3　递归最小二乘法 167

　　8.4.4　恒模 170

　　8.4.5　最小二乘恒模 173

　　8.4.6　共轭梯度法 176

　　8.4.7　扩展序列阵列权值 179

　　8.4.8　新SDMA接收机的描述 181

　8.5　参考文献 186

　8.6　习题 189

第9章　测向 192

　9.1　环形天线 192

　　9.1.1　早期使用环形天线测向 192

　　9.1.2　环形天线基本原理 192

　　9.1.3　垂直环天线 194

　　9.1.4　垂直环极化匹配 194

　　9.1.5　具有极化信号的垂直环 194

　　9.1.6　交叉环阵和Bellini－Tosi无线电测角仪 196

　　9.1.7　环阵校准 199

　9.2　Adcock偶极子天线阵列 200

　9.2.1　Watson-Watt测向算法 201

　9.3　应用于Adock和交叉环阵的现代测向 202

　9.4　定位 203

　　9.4.1　Stansfield算法 204

　　9.4.2　加权最小二次方解 206

　　9.4.3　置信误差椭圆 206

　　9.4.4　马氏统计 208

　9.5　参考文献/注释 210

　9.6　习题 211

第10章　矢量传感器 213

　10.1　简介 213

　10.2　矢量传感器天线阵列响应 215

　　10.2.1　单矢量传感器的导向矢量推导 215

　　10.2.2　矢量传感器阵列信号模型和导向矢量 218

　10.3　矢量传感器测向 219

　　10.3.1　矢量积测向 219

　　10.3.2　超分辨率测向 221

　10.4　矢量传感器波束形成 223

　10.5　矢量传感器的Cramer-Rao低限 227

　10.6　致谢 229

　10.7　参考文献 230

　10.8　习题 231

第11章　智能天线设计 233

　11.1　引言 233

　11.2　全局优化算法 234

　　11.2.1　算法说明 236

　11.3　优化智能天线阵 247

　　11.3.1　稀疏天线阵单元 247

　　11.3.2　优化阵单元位置 249

　11.4　自适应零限 253

　11.5　智能天线设计中的NEC 256

　　11.5.1　NEC2资源 256

　　11.5.2　设置NEC2仿真 257

　　11.5.3　将NEC2与MATLAB集成 260

　　11.5.4　示例：简单的半波偶极子天线261

　　11.5.5　单极阵示例 262

　11.6　演化天线设计 264

　11.7　当前和未来趋势 268

　　11.7.1　可重构天线和阵列 268

　　11.7.2　开源计算电磁学软件 268

　11.8　参考文献 268

　11.9　习题 271

智能天线：MATLAB实践版（原书第2版）是2019年由机械工业出版社出版,作者[美]弗兰克·B.格罗斯。

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