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| 編輯推薦： |
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清华大学优秀博士学位论文丛书（以下简称优博丛书）精选自2014年以来入选的清华大学校级优秀博士学位论文（Top 5%）。每篇论文经作者进一步修改、充实并增加导师序言后，以专著形式呈现在读者面前。优博丛书选题范围涉及自然科学和人文社会科学各主要领域，覆盖清华大学开设的全部一级学科，代表了清华大学各学科*秀的博士学位论文的水平，反映了相关领域*的科研进展，具有较强的前沿性、系统性和可读性，是广大博硕士研究生开题及撰写学位论文的必备参考，也是科研人员快速和系统了解某一细分领域发展概况、*进展以及创新思路的有效途径。
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| 內容簡介： |
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天线的种类繁多，形状各异，然其实质是求解满足特定边界条件的电磁场方程。本书从方程的解模式出发，介绍小型天线的典型模式分析法。面对天线小型化与多功能化的发展趋势，本书提出多模式协同的概念，使用多个模式提升小型天线的性能，并将协同的效果具体归类为三个方面： 扩展工作带宽、增加正交模式和改善辐射方向图，本书用三个章节分别介绍这三方面的内容。本书针对多模式协同技术的每种应用，均提出了一系列的设计方案，并通过实验验证了技术的可行性和优越性。然后，结合移动终端这一载体，基于多模式协同的设计思想，介绍了多款符合移动通信标准的终端天线，为从事天线研发的科技人员提供参考。
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| 目錄：
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目录
第1章绪论
1.1研究背景与意义
1.2国内外研究现状
1.2.1小型宽频带天线
1.2.2多通道MIMO天线
1.2.3波束调控天线
1.3主要研究内容
第2章多模式协同分析法
2.1引言
2.2模式的定义
2.2.1基本波函数
2.2.2边界条件
2.3典型的模式分析法
2.3.1球面波分析法
2.3.2谐振腔模型
2.3.3介质波导模型
2.4本征模分析法
2.4.1本征模理论
2.4.2本征模应用实例
2.5多模式协同分析法
2.5.1多模式协同扩展带宽
2.5.2多模式协同增加正交模式
2.5.3多模式协同改善方向图
2.6本章小结
第3章多模式协同扩展带宽
3.1引言
3.2折合偶极子与半波偶极子天线
3.2.1天线结构设计
3.2.2工作原理分析
3.2.3天线仿真与测试结果
3.3宽带圆极化微带天线
3.3.1天线结构设计
3.3.2工作原理分析
3.3.3天线仿真与测试结果
3.4宽带圆极化贴片天线阵列设计
3.4.1阵列天线结构设计
3.4.2阵列的工作原理分析
3.4.3关键参数分析
3.4.4阵列的仿真与测试结果
3.5本章小结
第4章多模式协同增加正交模式
4.1引言
4.2双极化贴片天线设计
4.2.1天线结构设计
4.2.2工作原理分析
4.2.3天线仿真与测试结果
4.3三极化介质天线设计
4.3.1介质谐振天线结构
4.3.2介质包裹的单极子天线
4.4状态可调的轨道角动量波的产生与检测
4.4.1环形贴片阵列设计
4.4.2OAM波的产生
4.4.3OAM波的近场扫描
4.5本章小结
第5章多模式协同改善方向图
5.1引言
5.2三维全向单极子天线设计
5.2.1天线结构设计
5.2.2工作原理分析
5.2.3天线仿真与测试结果
5.3三维全向折叠槽天线设计
5.3.1三维全向性分析
5.3.2仿真结果讨论
5.4上半球面圆极化覆盖天线设计
5.4.1天线结构设计
5.4.2工作原理分析
5.4.3上半球面圆极化覆盖
5.4.4天线仿真与测试结果
5.5上半球面三维零点扫描天线设计
5.5.1上半球面圆极化天线设计
5.5.2天线仿真与测试结果分析
5.5.3三维零点扫描
5.6本章小结
第6章移动终端天线中的多模式协同
6.1引言
6.2八频段平面天线设计
6.2.1天线结构设计
6.2.2工作原理分析
6.2.3天线仿真和测试结果
6.3七频段平面天线设计
6.3.1天线结构设计
6.3.2工作原理分析
6.3.3天线仿真与测试结果
6.4基于本征模理论的移动终端MIMO天线设计
6.4.1天线建模
6.4.2实验结果分析
6.4.3高频段的覆盖
6.5本章小结
第7章总结及展望
7.1总结
7.2展望
参考文献
在学期间发表的学术论文与研究成果
致谢
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导师序言
现在，日新月异和无处不在的无线网络正在快速地改变着我们的生活方式，改变着这个世界。人们以各种形式进行着信息的获取、传输和消费。这种获取、传输和消费的信息量以指数的形式增加，这就给通信带来了巨大的压力。对无线通信而言，更大的通信容量需要更多的频谱资源，或者说需要更大的带宽或更多的频段。另一方面，随着集成电路、显示技术、传感技术和高效电源技术的快速发展，移动终端越来越小型化，功能也越来越强大。作为移动终端辐射和接收电磁波的关键器件天线，就成为一个瓶颈，它既要满足宽带或多频段的要求，又要满足小体积的要求，这二者都受物理因素的限制。
为了满足带宽需要，多天线、多模式、多频段已经成为移动终端的常态，把它们容纳在一个狭小的空间里则是一个空前的挑战。天线已经不再是一个独立的、分离的器件，作者以模式为出发点，把协同的概念引入天线设计，进行多模式协同分析和设计，从而更好地实现天线的整体性能，同时尽可能减少天线占据的空间。论文从扩展带宽、增加模式、扩展天线方向图的自由度等方面讨论了协同设计的方法。
作为模式分析的具体应用，论文研究了一些新型天线单元和阵列的结构，还研究了多极化天线、全向天线、特征模分析和轨道角动量等新方法及其应用，并给出了一些结合移动终端应用的多频段天线设计实例。
无线网络和移动通信正处在一个快速增长的年代，移动终端已不再只有简单的通信功能，而是把金融、娱乐、交通、消费等融入其中，随着更多功能的开发和物联网、车联网等应用的加入，它的功能将更加强大，但这也给天线设计带来更大的挑战，相信本文作者提出的协同设计理念会得到有效的应用。
本文作者邓长江博士是一位具有创新精神的出色的青年学者，在整个博士生学习期间，他以第一作者发表的被SCI收录的论文14篇，每篇都有理论分析、仿真和实验验证，论文涉及面也很宽。他极其勤奋刻苦，每天都很早来实验室，很晚才走，许多假期也都泡在实验室。由于他的出色表现，他先后获得了清华大学学术新秀、清华大学优秀博士学位论文一等奖、中国电子学会优秀博士学位论文、博士研究生国家奖学金等荣誉。作为指导教师，我为邓长江取得的成绩而感到非常高兴。衷心希望他在今后的学习和工作中不断拼搏，再接再厉，长风破浪会有时，直挂云帆济沧海。
冯正和清华大学电子工程系2018年6月
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