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| 內容簡介： |
本书共8章，第1章介绍本书内容的应用背景和技术背景;第2章介绍毫米波全金属传输线频扫多波束天线;第3章介绍毫米波天馈一体全金属透镜多波束天线;第4章介绍毫米波全金属透镜多波束天线功能复合器件;第5章介绍毫米波全金属透镜多波束天线的极化域拓展;第6章介绍多透镜子阵相控阵多波束技术:第7章介绍亚毫米波表面波透镜多波束天线:第8章介绍亚毫米波全波导网络多波束天线。
本书适合作为电子和通信相关学科研究生学习现代天线理论与技术的辅助教材和参考书，以及多波束技术相关领域科研人员的参考书。
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| 關於作者： |
卢宏达，北京理工大学集成电路与电子学院助理教授，博士生导师。研究方向为毫米波与太赫兹技术、多波束理论与技术等。主持国家自然科学基金青年项目和面上项目，发表期刊学术论文30余篇，会议论文40余篇。
刘埇，北京理工大学集成电路与电子学院副教授，博士生导师。研究方向为毫米波太赫兹天线与集成电路等。主持国家自然科学基金、民用航天课题等项目20余项，发表学术论文60余篇，获授权专利20余项。获国防技术发明二等奖。
刘植鹏，华为技术有限公司工程师，北京理工大学博士。主要从事毫米波天线、相控阵天线、射频系统等方向的研究工作。授权发明专利2项，发表学术论文6篇。
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| 目錄：
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第 １ 章 绪论 ………………………………………………………………………………… ００１
１ １ 毫米波亚毫米波多波束天线技术 …………………………………………………… ００１
１ １ １ 由 ５Ｇ 到 ６Ｇ， 未来已来 ………………………………………………………… ００１
１ １ ２ 洞察八方的高频 “锐眼” ……………………………………………………… ００２
１ ２ 空气填充高效多波束天线的特点与内涵 …………………………………………… ００２
１ ２ １ 多需求并重 ……………………………………………………………………… ００２
１ ２ ２ 多层级协同 ……………………………………………………………………… ００３
１ ３ 研究现状概述 ………………………………………………………………………… ００４
１ ３ １ 媒质 － 空气填充周期结构 ……………………………………………………… ００４
１ ３ ２ 频扫多波束 － 漏波天线 ………………………………………………………… ００６
１ ３ ３ 准光多波束 － 梯度折射率透镜天线 …………………………………………… ００８
１ ３ ４ 混合多波束 － 子阵相控阵天线 ………………………………………………… ００９
１ ３ ５ 亚毫米波多波束 － 新机理新工艺天线 ………………………………………… ０１１
１ ４ 本书内容安排 ………………………………………………………………………… ０１２
第 ２ 章 毫米波全金属传输线频扫多波束天线……………………………………… ０１４
２ １ 漏波天线的基本原理 ………………………………………………………………… ０１４
２ ２ 基于波纹平行板波导的漏波天线 …………………………………………………… ０１６
２ ２ １ 波纹平行板导波结构传播特性 ………………………………………………… ０１６
２ ２ ２ 漏波辐射特性 …………………………………………………………………… ０１９
２ ２ ３ 开放阻带抑制 …………………………………………………………………… ０２１
２ ２ ４ 样件案例 ………………………………………………………………………… ０２８
２ ３ 基于半模波纹波导的漏波天线 ……………………………………………………… ０３２
２ ３ １ 半模波纹波导结构传播特性 …………………………………………………… ０３２
２ ３ ２ 天线结构 ………………………………………………………………………… ０３７
毫米波亚毫米波高效多波束天线技术
２ ３ ３ 漏波辐射特性 …………………………………………………………………… ０３７
２ ３ ４ 缝隙加载的线／ 圆极化原理……………………………………………………… ０３８
２ ３ ５ 样件案例 ………………………………………………………………………… ０４２
２ ４ 小结 …………………………………………………………………………………… ０４６
第 ３ 章 毫米波天馈一体全金属透镜多波束天线 ………………………………… ０４８
３ １ 透镜的基本原理 ……………………………………………………………………… ０４８
３ ２ 空气填充全金属龙勃透镜 …………………………………………………………… ０５０
３ ３ 辐射口径与馈电设计 ………………………………………………………………… ０５３
３ ４ 多波束的透镜天线与反射透镜天线 ………………………………………………… ０５４
３ ５ 样件案例 ……………………………………………………………………………… ０５６
３ ６ 小结 …………………………………………………………………………………… ０６４
第 ４ 章 毫米波全金属透镜多波束天线功能复合器件 …………………………… ０６５
４ １ 功能复合思路 ………………………………………………………………………… ０６５
４ ２ 全金属 ＭＦＥ 透镜交叉耦合器 ………………………………………………………… ０６６
４ ３ 全金属各向异性透镜 ………………………………………………………………… ０７１
４ ４ 多波束辐射 － 多通道传输复合设计 ………………………………………………… ０７４
４ ５ 样件案例 ……………………………………………………………………………… ０７７
４ ６ 小结 …………………………………………………………………………………… ０８２
第 ５ 章 毫米波全金属透镜多波束天线的极化域拓展 …………………………… ０８３
５ １ 金属龙勃透镜模式复合双极化调控方法 …………………………………………… ０８３
５ １ １ 总体思路 ………………………………………………………………………… ０８３
５ １ ２ 双模双极化调控周期结构单元 ………………………………………………… ０８４
５ １ ３ 极化独立的梯度折射率分布 …………………………………………………… ０８７
５ ２ 双极化金属龙勃透镜多波束天线 …………………………………………………… ０８８
５ ２ １ 天线构成 ………………………………………………………………………… ０８８
５ ２ ２ 双极化样件案例 ………………………………………………………………… ０８９
５ ２ ３ 圆极化性能探讨 ………………………………………………………………… ０９５
５ ３ 小结 …………………………………………………………………………………… ０９６
第 ６ 章 多透镜子阵相控阵多波束技术 ……………………………………………… ０９７
６ １ 基于 ＰＭＦＥ 透镜的天线单元 ………………………………………………………… ０９７
６ １ １ ＰＭＦＥ 透镜的工作原理 ………………………………………………………… ０９７
６ １ ２ 表面波模式的 ＰＭＦＥ 透镜 ……………………………………………………… １０１
６ １ ３ 辐射方向图优化 ………………………………………………………………… １０５
６ １ ４ 样件案例 ………………………………………………………………………… １０６
６ ２ 基于 ＰＭＦＥ 透镜的相控阵天线 ……………………………………………………… １０９
６ ２ １ 天线结构与工作原理 …………………………………………………………… １０９
６ ２ ２ 阵列布局 ………………………………………………………………………… １１１
６ ２ ３ 子阵单元 ………………………………………………………………………… １１７
６ ２ ４ 样件案例 ………………………………………………………………………… １２２
６ ３ 小结 …………………………………………………………………………………… １３２
第 ７ 章 亚毫米波表面波透镜多波束天线 …………………………………………… １３３
７ １ 天线机理 ……………………………………………………………………………… １３３
７ ２ 天线制备 ……………………………………………………………………………… １３６
７ ３ 性能测试表征与讨论 ………………………………………………………………… １３７
７ ４ 小结 …………………………………………………………………………………… １４１
第 ８ 章 亚毫米波全波导网络多波束天线 …………………………………………… １４２
８ １ 基于多模波导与慢波传输线的亚毫米波多波束天线 ……………………………… １４２
８ １ １ 多模波导机理 …………………………………………………………………… １４２
８ １ ２ 全金属多模波导多波束天线 …………………………………………………… １４４
８ １ ３ 样件与性能评估 ………………………………………………………………… １４８
８ ２ 基于滑动口径机理和移相波导阵列的亚毫米波多波束天线 ……………………… １５１
８ ２ １ 移相器阵列滑动口径多波束天线工作方式 …………………………………… １５１
８ ２ ２ 滑动口径机理下移相量和馈电设计方法 ……………………………………… １５２
８ ２ ３ 等长度自补偿波导移相器 ……………………………………………………… １５３
８ ２ ４ 天线构成 ………………………………………………………………………… １５８
８ ２ ５ 亚毫米波全金属滑动口径多波束天线制备与评估 …………………………… １５８
８ ３ 小结 …………………………………………………………………………………… １６５
参考文献 ……………………………………………………………………………………… １６６
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| 內容試閱：
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第五代移动通信 （５Ｇ） 毫米波技术和第六代移动通信 （６Ｇ） 亚毫米波技术探索的层层推进， 新理论的应用和新老理论的融合， 为相关领域研究提供了一片新天地。 无线系统前端解决方案， 因其关系所有核心应用场景在空间信道层面能否实现， 汇聚了众多研究者的目光。 超高速率、 立体化、 超密集用户覆盖的应用场景， 以及与之匹配的新频段应用和天线能力提升需求已成为共识。 因此， 具备低复杂度、 高灵活性、 高效率特点的新型毫米波亚毫米波波束扫描天线技术， 已成为 ５Ｇ 和 ６Ｇ 时代不可或缺的使能技术。
多波束天线是目前前沿研究的主阵地之一。 其应用场景和搭载平台类型的丰富性， 使不同方案的评判标准同样不一而足。 当然， 性能的保证是其他一切要求的前提条件。 我们注意到， 手机等小型化终端更注重成本与集成度的平衡， 而基站等固定全天候设备则更注重可靠性与效率的平衡。
２０１０ 年前后， 著者开始专注于空气填充架构下的毫米波亚毫米波无源器件研究， 见证了相关理论突破、 技术进步和工艺发展， 以及由此带来的器件形态、 实现机理的日新月异。 ２０１８ 年以来， 著者团队结合以上需求， 专注于空气填充架构下的全金属多波束天线在毫米波亚毫米波频段的高效解决方案。 期间， 在基本传输媒质运用和优化， 以及高性能多波束形成机理方面， 取得了一系列成果。 多波束形成的核心是波前幅度和相位调控。 全金属结构固然可以规避介质材料带来的损耗及不确定性， 但其无疑也在相位调控方面受到新制约、 面临新挑战。 本书以便于工程实现为初衷， 以易制备的等效幅度相位调控媒质为前提要素， 力求用简洁且具有代表性的方式讲述高效率多波束天线技术。
本书内容主要是著者 ２０１８—２０２３ 年相关工作的提炼。 在基本传输媒介方面， 涵盖平行板波导、 波纹波导、 半模波导、 表面波波导等形式； 在多波束的形成机理方面， 涵盖频率扫描、 透镜准光、 新型波导网络、 子阵相控阵等类型； 在频率方面， 涵盖 ５Ｇ 规划中较为明确的毫米波频段， 以及尚待开发的 ３００ ＧＨｚ 以上亚毫米波频段； 在极化方面， 重点关注线极化多波束的实现， 并提出了行之有效的多极化复合方案； 在工艺方面， 涵盖数控机械加工、 精密 ３Ｄ 打印、 介质表面金属化等技术手段。
本书由卢宏达负责第 １、 第 ３、 第 ４、 第 ５、 第 ７、 第 ８ 章的撰写， 刘植鹏和刘埇负责第２、 第 ６ 章的撰写。 书中相关工作的顺利开展， 得到多位研究生的支持， 他们是参与第 ２ 章工作的高依麟， 参与第 ３、 第 ５ 章工作的刘嘉山， 参与第 ４ 章工作的吴根昊， 参与第 ６、 第 ７章工作的聂博宇、 甄鹏飞和张彦博， 参与第 ８ 章工作的朱少园。 本书由卢宏达、 刘埇修改和统稿。 本书得以成稿， 要感谢北京理工大学毫米波与太赫兹技术北京市重点实验室在学术和平台层面给予的支撑； 还要感谢伯明翰大学新兴器件技术 （ Ｅｍｅｒｇｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＥＤＴ） 研究实验室在亚毫米波实验方面提供的支持， 使第 ７、 第 ８ 章涉及的研究内容得以顺利开展。 特别感谢北京理工大学吕昕教授对相关课题的长期指导， 特别感谢北京理工大学孙厚军教授对以上研究提出的宝贵意见， 特别感谢伯明翰大学 Ｙｉ Ｗａｎｇ 教授对亚毫米波相关工作的支持。 本书中介绍的理论和技术成果得到了国家自然科学基金项目的支持 （批准号：６２２７１０４７， ６１９０１０４０， １２１７３００６）。
本书是著者近几年工作的凝练， 诚然， 内容难以俱到， 仅抛砖引玉， 力求代表性和启发性， 为从事相关工作的同人们提供参考。 书中内容是著者对该领域的自身理解和相关技术的经验之谈， 限于水平， 难免存在欠妥和错误之处， 敬请读者指正。
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