光子天线的理论与关键技术_余建国_9787302583783

本书通过理论推导，仿真设计，测试验证等方式证明了光子天线的可行性。介绍了三大类共9款结构新颖的多频宽带、高辐射、小型化天线和回波损耗、方向图、增益和效率等相关性能参数的测试结果。针对高频微波、毫米波、太赫兹波传输距离受限的问题，介绍采用基于射频拉远的光载无线通信（Radio over Fiber, RoF）技术，在光载无线通信系统的接收端采用相干探测的方式实现对光信号的线性探测，采用数字信号处理（Digital Signal Processing, DSP）技术补偿信号的传输损伤。针对光纤传输的桥接和补环的应用需求，介绍了采用光纤无线一体化的传输方案。

随着现代社会向信息化、网络化、智能化的飞速发展, 无线移动通信的频带资源越来越紧张, 如果能将光纤通信几乎无限的频带资源与无线通信几乎无限的频带需求结合起来就可以解决无线通信频带需求的问题。光子天线就是能解决此问题的有效途径。光子天线将承载调制信号的光波通过天线直接以微波、毫米波或太赫兹波的形式发射出去,避免了由光波调制解调变成电信号,再由电信号解调调制微波或毫米波的复杂过程。承载调制信号的光波与没有承载调制信号的光波在光电探测器中拍频产生的电信号,经天线直接发射成有承载信号的微波或毫米波。高频微波、毫米波、太赫兹波信号由于频率很高,在自由空间传输时损耗很大,严重地影响了其传输距离。基于光纤拉远的光子天线恰好是解决长距离无线传输的有效方法。本书通过理论推导、仿真设计、测试验证等方式证明了光子天线的可行性。天线作为光子天线的重要组成部分,其性能的好坏对整个光子天线具有重要影响。如何实现高增益、宽频带、多频段、小型化是提高光子天线性能的主要研究内容。
本书介绍了三大类共九款结构新颖的多频宽带、高辐射、小型化天线和回波损耗、方向图、增益和效率等相关性能参数的测试结果。天线可覆盖GSM900、DCS1800、TDSCDMA、WCDMA、CDMA2000、LTE、5G、蓝牙、GPS、北斗、WLAN和WiMAX等全部或部分通信的频段。针对高频微波、毫米波、太赫兹波传输距离受限的问题,本书介绍采用基于射频拉远的光载无线通信(radiooverfiber,RoF)技术,在光载无线通信系统的接收端采用相干探测的方式实现对光信号的线性探测,采用数字信号处理(digital signal processing,DSP)技术补偿信号的传输损伤。针对光纤传输的桥接和补环的应用需求,介绍了采用光纤无线一体化的传输方案。
本书可作为微波光子学专业的高年级本科生和研究生的教学参考书,也可供研发5G/6G移动通信系统的工程师及相关研究人员参考。
本书总结了作者主持的国家自然科学基金项目、国家863项目及参与此类项目研究的博士生和硕士生学位论文，在撰写过程中王斓、赵伦、于臻（现工作单位华北科技学院）、李依桐、黄雍涛、李凯乐等同学做了很多有益的工作，在此对各位同学表示感谢！
由于时间仓促,作者水平有限,不妥之处,请读者批评指正!
余建国
2020年10月

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