آنتن‌های هوشمند و پردازش سیگنال الکترومغناطیسی در فناوری بی‌سیم پیشرفته ۲۰۲۲
Smart Antennas and Electromagnetic Signal Processing in Advanced Wireless Technology 2022

این کتاب به نیاز کنونی به یک رویکرد علمی در فناوری بی‌سیم پیشرفته و توسعه‌های آتی آن پاسخ می‌دهد. ارائه‌ای روشن از هر دو، آنتن‌ها و پردازش سیگنال تطبیقی ارائه می‌دهد که عامل قدرتمند، مانورپذیر و ضروری بودن آنتن‌ها برای فناوری بی‌سیم پیشرفته است. این کتاب تکنیک‌های پردازش سیگنال الکترومغناطیسی را ارائه می‌کند که هم پرتو آنتن را کنترل می‌کنند و هم ایستگاه متحرک را ردیابی می‌کنند، که برای شکل‌دهی پرتو مؤثر، سریع و پویا مورد نیاز است.

بخش اول کتاب، شرح و تحلیل جامعی از نظریه اساسی آنتن، از آنتن‌های دوقطبی کوتاه تا آنتن‌های آرایه‌ای ارائه می‌دهد. این بخش همچنین شامل مفاهیم مهم مرتبط با پارامترهای آنتن، انتشار امواج الکترومغناطیسی، معادله Friis، معادله رادار و بازتاب و انتقال موج از طریق محیط‌ها است.

بخش دوم کتاب بر آنتن‌های هوشمند تمرکز دارد و با نگاهی به رویکرد سنتی شکل‌دهی پرتو قبل از ورود به جزئیات آنتن‌های هوشمند آغاز می‌شود. استخراج و شرح کامل تکنیک‌های پردازش سیگنال میدان الکترومغناطیسی برای شکل‌دهی پرتو تطبیقی نیز ارائه شده است. شکل‌دهی پرتو مبتنی بر هوش مصنوعی (AI) با استفاده از تکنیکی با محاسبات سریع و حافظه کم برای شکل‌دهی پرتو AI ارائه شده است، همراه با توابع تحریک مختلف موجود. یک روش نوین برای تولید پرتو منفرد سریع، با حافظه کم و دقیق و مانورپذیر ارائه شده است، و همچنین روش‌های دیگر برای شکل‌دهی پرتو با عناصر کمتر به همراه یک روش ساده برای ردیابی آنتن و ایستگاه متحرک. در این بخش، برای تکمیل، استفاده از پردازش سیگنال آنتن برای تکنیک‌های روزنه مصنوعی برای تصویربرداری، به ویژه تکنیک تصویربرداری روزنه مصنوعی معکوس نیز ارائه شده است.

بخش سوم کتاب به جنبه‌های تکنولوژیکی فناوری بی‌سیم پیشرفته، از جمله سیستم بی‌سیم 5G و دستگاه‌های مختلف مورد نیاز برای ساخت آن می‌پردازد. در حالی که تأکید اصلی کتاب بر درک و طراحی نظری است، شامل کاربردها نیز می‌شود و مسائل حقوقی نیز ارائه شده است.

The book addresses the current demand for a scientific approach to advanced wireless technology and its future developments. It gives a clear presentation of both antennas and adaptive signal processing which is what makes antennas powerful, maneuverable and necessary for advanced wireless technology. The book presents electromagnetic signal processing techniques that both control the antenna beam and track the moving station, which is required for effective, fast, dynamic beamforming.

The first part of the book presents a comprehensive description and analysis of basic antenna theory, starting from short dipole antennas to array antennas. This section also includes important concepts related to antenna parameters, electromagnetic wave propagation, the Friis equation, the radar equation and wave reflection and transmission through media.

The second part of the book focuses on smart antennas, commencing from a look at the traditional approach to beamforming before getting into the details of smart antennas. Complete derivation and description of the techniques for electromagnetic field signal processing techniques for adaptive beamforming are also presented. Artificial Intelligence (AI) driven beamforming is presented using computationally fast and low-memory demanding technique for AI beamforming is presented with the different excitation functions available. A novel method for fast, low memory and accurate, maneuverable single beam generation is presented, as well as other methods for beamforming with fewer elements along with a simple method for tracking the mobile antenna and station. In this section, for completeness, the use of antenna signal processing for synthetic aperture techniques for imaging is also presented, specifically the Inverse Synthetic Aperture Imaging technique.

The third part of the book presents technological aspects of advanced wireless technology, including the 5G wireless system and the various devices needed to construct it. While the books’ main emphasis is theoretical understanding and design, it includes applications, and legal matters are also presented.