智能天线:MATLAB 实践版

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　*大熵AOA估计 131
　　7.3.5　PHD AOA估计 131
　　7.3.6　*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　*大化信干比 150
　　8.3.2　*小方均误差 155
　　8.3.3　*大似然 157
　　8.3.4　*小方差 159
　8.4　自适应波束形成 162
　　8.4.1　*小方均 162
　　8.4.2　采样矩阵求逆 164
　　8.4.3　递归*小二乘法 167
　　8.4.4　恒模 170
　　8.4.5　*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*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