微波技術(第二版)

微波技術(第二版) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

顧繼慧 著,顧繼慧 編
圖書標籤:
  • 微波技術
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  • 微波器件
  • 電磁場與微波
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齣版社: 科學齣版社
ISBN:9787030412379
版次:1
商品編碼:11535688
包裝:平裝
叢書名: 十二五普通高等教育本科國傢級規劃教材
開本:16開
齣版時間:2014-07-01
用紙:膠版紙
頁數:333
字數:530000
正文語種:中文

具體描述

內容簡介

《微波技術(第二版)》以場、路及物理詮釋相結閤的方法係統闡述微波技術理論及其應用,包括導波理論及其在各種微波傳輸綫中的應用,傳輸綫理論及其在長綫和微波網絡中的應用,並從理論分析和物理解釋兩方麵剖析各種微波諧振器、微波元件和微波無源器件的結構機理、工作原理和分析設計方法。

目錄

目錄
前言
符號錶
緒論 1
0.1 微波技術的特點 1
0.2 微波特性與應用 3
0.3 本書內容及體係 6
第1章 導行波分析方法 7
1.1 引言 7
1.2 麥剋斯韋方程組邊界條件波動方程 9
1.3 導行波的場解法 14
1.4 導行波按縱嚮場分類及一般傳輸特性 18
習題 24
第2章 微波傳輸綫 25
2.1 微波規則波導 25
2.2 微波集成傳輸綫 62
2.3 微波傳輸綫中波的激勵耦閤模式轉換 72
習題二 77
第3章 傳輸綫理論 79
3.1 引言 79
3.2 傳輸綫等效模型 79
3.3 傳輸綫方程及其解 80
3.4 傳輸綫特性參量分布參量 82
3.5 無耗綫工作狀態分析 87
3.6 圓圖 98
3.7 阻抗匹配 108
習題三 118
第4章 微波網絡基礎 123
4.1 引言 123
4.2 導波係統中均勻區域的等效 123
4.3 導波係統中不均勻區域的等效 128
4.4 微波網絡參量 129
習題四 146
第5章 微波諧振器 149
5.1 引言 149
5.2 微波諧振器的基本參量 150
5.3 金屬波導諧振腔 154
5.4 傳輸綫諧振器 161
5.5 介質諧振器 165
5.6 諧振器的微擾原理 166
5.7 諧振器的激勵與模式選擇 167
5.8 諧振器與外電路的耦閤等效電路及耦閤參量 169
習題五 175
第6章 常用微波元件 177
6.1 引言 177
6.2 微波電阻性元件 177
6.3 微波電抗性元件 181
6.4 微波連接元件 187
6.5 拐角與分支 190
6.6 微波移相器 201
6.7 極化變換器 204
6.8 阻抗調配器 205
6.9 阻抗變換器 207
習題六 215
第7章 微波無源器件 218
7.1 微波功分器與定嚮耦閤器 218
7.2 微波濾波器 254
7.3 雙工器 281
7.4 微波鐵氧體器件 284
習題七 295
參考文獻 299
附錄 301
附錄A 磁流和磁偶極子等效磁流概念 301
附錄B 電壁與磁壁 302
附錄C 洛倫茲互易定理 303
附錄D 證明無耗網絡滿足[S]T[S]*=[1] 305
附錄E 矩形波導規格錶 306
附錄F 同軸綫規格錶 308
附錄G 雙導體傳輸綫分布參數及特性阻抗 309
附錄H 二端口網絡參量換算 310
附錄I 簡單二端口網絡[A]和[A]矩陣 311
附錄J 材料特性 312
附錄K 數學公式 313
附錄L 階梯過渡參數 315
附錄M 證明鏇轉式介質片移相器的相移量△ψ=2θ 318
附錄N 微波網絡[S]參量的 阻抗法”實驗測定方法 320
索引 322

精彩書摘

緒  論
0.1 微波技術的特點
“微波技術”與其他電類課程一樣是研究某一指定頻段信號在其傳輸係統中的工作狀態;研究對信號幅度、相位、頻率等參量的控製、選擇和測量方法;研究對係統器件的分析與綜閤等。從電參量的角度看,它們都應涉及到功率、頻率、電壓、電流、電阻、電抗等,隻因“微波技術”所研究的信號頻段(300MHz~300GHz)遠高於電路、模電、數電中所討論的直流、低頻、高頻信號頻段(0Hz~幾百MHz)(見圖0�玻彼�示的電磁波頻譜),這種頻率上的量變引起瞭傳輸綫從低頻集總參數到微波分布參數的質變(見錶0�玻鋇姆治齪退得鰨�。相應地,描述低頻電路的基本物理量電壓和電流在微波係統中已失去物理意義,原本在集總參數電路中成熟的歐姆定律、剋希霍夫電壓、電流定律等需在新的分布參數電路條件下加以演變纔能得以應用。
另一方麵,當傳輸綫幾何尺寸小於或接近於所傳輸信號波長時,該傳輸綫對其所傳輸的信號將産生電磁輻射,從而使電信號的傳輸問題本質上變成瞭電磁波的傳播問題,相應地,所用傳輸綫也將隨頻率的升高而從低頻段的單導綫迴路逐漸演變為雙導綫、同軸綫、波導等導波係統,統稱為微波傳輸綫。需藉助於電磁場理論分析微波信號在導波係統中的傳輸特性,同時需采用化整為零的方法將成熟的電路理論運用於微波傳輸綫中任一微分段上(視該微分段為集總參數電路係統)以建立沿綫電壓、電流所滿足的微分方程,進而解微分方程獲取本質上屬於分布參數特性的微波傳輸綫中沿綫電壓、電流的變化規律。
因此,“微波技術”是“場”與“路”兩種技術的結閤。
微波傳輸綫的分布參數特性決定瞭它在微波電路係統中不僅是傳輸信號功率的載體,也是構成各類微波元器件的主體。事實上,對不同微波傳輸綫采取摺、彎、分支,或開孔、槽、縫,或插入介質膜片、金屬膜片、銷釘、螺釘等手段可實現衰減、移相、變極化、功分、耦閤、濾波等功能。因此,微波傳輸綫是構成整個微波係統的核心和基礎。

0.2 微波特性與應用

微波在電磁波頻譜中其低頻端與“超短波”相連接而其高頻端與“遠紅外”毗鄰,對不同媒質()具有不同的反射和透射特性,使其在雷達、地質地礦和射電天文等領域中可應用於探測,在工業中可應用於無汙染加熱和産品檢測等,在日常生活中可應用於無油煙食物烹飪和無綫通信,以及在醫學領域可應用於病理診斷和微波理療等。
舉幾個大傢能感悟到的例子:
飛機的導航,利用的是微波的反射特性。地麵機場雷達將微波饋源信號能量通過天綫聚集成電磁波束發送給目標,同時接收來自目標的反射波,經信號處理後辨認目標,並始終掃描監控著每次航班。天綫與雷達導航係統之間的默契配閤關係,如同我們人的眼睛與大腦配閤盯蹤移動目標一樣,從這個意義上講,天綫可稱為雷達的眼睛。微波對雷達來說就如同光綫對人的視力一樣重要,雷達一旦失去微波便會丟失目標,翱翔在天空的飛機就如同漫遊在荒野的盲人,漆黑一片,無人指路。另一方麵,若能駕馭飛機在敵方雷達的視野之外同時又在自傢監控雷達的視野之內,則可成功襲擊目標。曆史上日本偷襲美國珍珠港事件、阿富汗偷襲美國雙子樓的9.11事件,都是高水平的微波專傢和超低空飛行傢乾的事。
微波爐烘、烤、熱、燜食物,利用的是微波的透射特性。讓微波爐産生的電磁波穿透進入食物內部,使食物的所有分子同時吸收微波能量,轉變為焦耳熱(犑犮=σ犈),達到裏外同溫同熟,原汁原味的目的。為高效利用微波功率同時保護微波爐設備,應使用微波爐專用器皿,切忌直接將锡箔包裝食物放入微波爐加熱或使用金屬器皿,因金屬對微波産生全反射,結果,食物獲取不到微波能量而微波爐相當於自己在對自己開槍。
在瞭解微波特性後,人們在享受微波所帶來的手機通信方便的同時應盡量避免長時間貼近眼睛,因手機天綫的輻射對人體的負麵效應與微波爐烘烤食物的道理一樣,盡管手機輻射小至安全範圍之內,但對嬌嫩的眼球而言其纍積效應不可不防。因此,微波是一把雙刃劍,閤理應用纔能造福於人類。
利用微波對金屬材料的反射特性還可完成對香煙、茶葉、罐頭等锡箔包裝的整箱缺件檢測,見本書6.5節中關於魔T的應用舉例。
現在你也應推知到,航天領域中的深空探測技術一定是同時利用瞭微波對大氣層的透射特性和對航天器的反射特性。另外,你也能理解航天器再入過程中為何會齣現通信中斷的“黑障效應”,它是航天飛行器以幾十馬赫(1馬赫=1倍音速)的高速再入大氣層過程中與周圍空氣劇烈摩擦而導緻錶層材料燭蝕和周圍空氣電離,形成一個包裹於飛行器錶麵的非均勻等離子體鞘套,從而對通信電磁波産生強烈吸收和反射的結果。

0.3 本書內容、體係和使用

全書內容共7章,概括為三句話,係統闡述瞭導波理論及其在規則導波係統場分析中的應用,傳輸綫理論及其對微波係統中均勻區和不均勻區電路的等效和應用,常用微波元器件的分析與綜閤。
對於係統學習微波技術的讀者,可將全書內容分為三部分:
第一部分,導波理論(第1章)及其應用(第2章),用“場”的方法分析微波傳輸綫;第二部分,傳輸綫理論(第3章)及其應用(第4章),用“路”的方法分析微波傳輸綫;第三部分,微波技術的綜閤應用,包括微波諧振器(第5章),常用微波元件(第6章)和微波無源器件(第7章)。對於已具有微波技術基礎的讀者,可根據自己的實際需要直接介入所需知識點,學習中若遇難點,可藉助於書末頁提供的索引查看關聯知識點內容。書中所涉及的各參量及其符號和量綱一並列於文前的“符號錶”中,以備辨識。
對於單求物理概念理解的讀者,可直接參閱各章節中相關概念和公式的“物理詮釋”部分。
對於授課內容的取捨,若開設4學分課,可覆蓋全部內容。若開設3學分課,可刪去7.3,7.4和7.5節,另外,對2.1.3小節和5.5節僅作定性介紹。若開設2.5學分課,可刪去2.1.3,5.5,5.6,5.7,7.3,7.4,7.5節,以及7.2.3小節中的小孔耦閤理論。在課時分配上,以第1,2,3章為主,因第4章內容學生有相關基礎,第5~7章內容是第1~3章內容的應用。應重在概念和基礎,概念清楚瞭纔能理解,基礎紮實瞭纔能應用。在前三章中又以第1章和第3章為重點,因第2章是用第1章的同一把鑰匙開不同形狀但鎖芯相同的鎖。具體課時的分配和討論深度,需根據不同教師的授課風格和麵授學生的素質靈活調整。

前言/序言


微波技術(第二版) 內容簡介 《微波技術(第二版)》是一部全麵而深入探討微波領域核心概念、理論原理、關鍵技術及前沿應用的學術專著。本書旨在為從事微波工程、電子信息科學、通信工程、雷達係統、射頻識彆、電磁兼容等相關領域的研究人員、工程師、設計者以及高等院校相關專業的師生提供一份詳實、嚴謹、實用的技術指南。第二版在繼承第一版紮實理論基礎的同時,緊隨時代發展步伐,對內容進行瞭係統更新和深化,融入瞭近年來微波技術在理論和實踐方麵取得的重大進展。 本書的結構設計循序漸進,從微波的基本概念齣發,逐步深入到復雜的微波電路、器件、係統設計與應用,力求覆蓋微波工程從基礎到高級的各個層麵。全書共分為若乾章節,每一章節都力求條理清晰,邏輯嚴謹,論證充分。 第一部分:微波基礎理論與電磁場 本書開篇即對微波的定義、特性及其在現代科技中的重要地位進行瞭闡述,為讀者構建起對微波技術宏觀的認識。隨後,深入迴顧瞭電磁場理論的基礎知識,包括麥剋斯韋方程組的推導及其在微波頻段下的應用,均勻平麵波的傳播特性,以及反射與摺射現象。特彆強調瞭集膚效應、趨膚深度等對高頻信號傳播的影響,以及電磁波的極化、衍射等基本概念。這部分內容為後續深入學習微波電路和器件奠定瞭堅實的理論基礎。 第二部分:傳輸綫理論與微波網絡分析 傳輸綫理論是理解微波信號傳輸、匹配和失配效應的關鍵。本書詳細講解瞭傳輸綫的特性阻抗、傳播常數、電壓駐波比(VSWR)等核心參數,並通過史密斯圓圖這一強大工具,生動形象地演示瞭阻抗匹配、阻抗變換、負載匹配等工程實踐中的重要問題。讀者將學會如何利用史密斯圓圖快速解決復雜的匹配網絡設計問題,理解微波電路中的損耗和相移。 在微波網絡分析方麵,本書引入瞭散射參數(S參數)的概念,並詳細闡述瞭S參數的定義、測量方法以及其在描述微波器件和電路特性時的優勢。通過S參數,讀者能夠精確地分析和設計復雜的微波網絡,理解網絡的增益、迴波損耗、插入損耗以及相位特性。 第三部分:微波電路元件與設計 微波電路是微波係統的基礎。本書對各種重要的微波電路元件進行瞭詳細介紹和分析,包括: 微波濾波器: 涵蓋瞭不同類型的濾波器(低通、高通、帶通、帶阻),講解瞭原型法、阻抗變換法等設計思路,並介紹瞭耦閤綫濾波器、槽綫濾波器、同軸腔濾波器等多種物理結構。重點分析瞭濾波器的插入損耗、帶外抑製、阻帶衰減等關鍵指標。 微波功率分配器與耦閤器: 詳細分析瞭各種功率分配器(如 Wilkinson 分配器、T 型分配器)和耦閤器(如定嚮耦閤器、90 度混閤器、180 度混閤器)的工作原理、設計方法及其在係統中的應用,如信號分離、功率閤成、定嚮耦閤等。 微波振蕩器: 介紹瞭微波振蕩器的基本原理,包括負阻振蕩器、諧振腔振蕩器等,並探討瞭穩定性和噪聲等問題。 微波放大器: 深入講解瞭單級和多級微波放大器的設計,包括增益、噪聲係數、穩定性、功率特性等關鍵參數的計算與優化。討論瞭不同類型的放大器結構,如共發射極、共基極、共集電極以及場效應管放大器在微波頻段的應用。 微波混閤器: 闡述瞭混閤器的基本原理、類型(如單平衡、雙平衡混閤器)及其在頻率轉換、信號解調等方麵的應用,並分析瞭其噪聲和互調失真特性。 第四部分:微波傳輸結構與組件 除瞭電路元件,微波信號的傳輸路徑和結構也至關重要。本書深入探討瞭以下內容: 微帶綫和帶狀綫: 詳細分析瞭微帶綫和帶狀綫的電磁場分布、特性阻抗、有效介電常數、損耗特性等,並介紹瞭其在印刷電路闆(PCB)上的實現和設計。 同軸綫: 講解瞭同軸綫的結構、特性阻抗、傳播模式以及在高性能微波器件中的應用。 波導: 詳細介紹瞭不同形狀(矩形、圓形)波導的傳播模式、截止頻率、傳輸損耗以及其在高功率傳輸和特定器件中的應用。 微波連接器與電纜: 討論瞭各種微波連接器的類型、性能指標以及選擇原則,並介紹瞭微波電纜的類型、損耗和應用場景。 微波開關與負載: 介紹瞭不同類型的微波開關(如固態開關、繼電器開關)和微波負載的工作原理及應用。 第五部分:微波測量技術 精確的測量是微波係統設計和驗證的關鍵。本書係統地介紹瞭各種常用的微波測量技術和儀器,包括: 網絡分析儀(VNA): 詳細講解瞭網絡分析儀的工作原理,如何測量S參數、插入損耗、迴波損耗、相移等關鍵參數,以及如何利用VNA進行器件錶徵和係統調試。 頻譜分析儀: 介紹瞭頻譜分析儀在測量信號功率譜密度、諧波、雜散信號、調製信號等方麵的應用。 功率計: 闡述瞭不同類型微波功率計的測量原理和使用方法。 噪聲係數測量: 講解瞭如何測量器件的噪聲係數,以及噪聲係數對係統性能的影響。 其他測量方法: 介紹如駐波比測量、頻率測量等輔助性測量技術。 第六部分:微波係統應用與發展 本書的最後部分將理論與實踐相結閤,重點介紹瞭微波技術在各個領域的廣泛應用,並展望瞭未來的發展趨勢。 通信係統: 詳細討論瞭微波在衛星通信、移動通信(如 5G/6G)、無綫局域網(Wi-Fi)、點對點微波通信等方麵的應用。 雷達係統: 介紹瞭微波雷達在目標探測、跟蹤、成像等方麵的原理和技術。 射頻識彆(RFID): 闡述瞭 RFID 技術在物品識彆、自動控製等領域的應用。 電子對抗與軍事應用: 探討瞭微波技術在電子偵察、乾擾、誘餌等方麵的應用。 科學儀器: 介紹瞭微波在醫學成像、材料分析、粒子加速器等科學研究中的應用。 新興技術與前沿發展: 展望瞭在人工智能、物聯網、太赫茲通信、量子計算等領域,微波技術的新機遇和挑戰,如高頻毫米波與太赫茲器件、小型化與集成化微波係統、先進的電磁仿真與優化技術等。 特點與價值 《微波技術(第二版)》的顯著特點在於其內容的全麵性、理論的嚴謹性、工程的實用性以及對前沿技術的關注。本書在講解理論時,注重物理概念的清晰闡釋,並通過大量的公式推導和圖錶說明,幫助讀者深入理解微波現象的本質。同時,本書強調工程實踐,提供瞭豐富的計算方法、設計技巧和實際應用案例,使得讀者能夠將所學知識有效地應用於實際的工程設計與開發中。 對於工程師而言,本書是一本不可多得的參考手冊,能夠幫助他們解決在微波器件設計、電路搭建、係統集成和故障排查過程中遇到的各種難題。對於學生而言,本書是一套完整的學習教材,能夠係統地構建其在微波領域的知識體係,為未來的科研和職業生涯打下堅實的基礎。 第二版的更新尤其體現在對新材料、新工藝、新器件以及新興應用場景的關注。例如,對新型低損耗基闆材料、高性能功率器件(如 GaN 功率放大器)、先進的封裝技術、以及在毫米波和太赫茲頻段的設計挑戰等都進行瞭介紹。 總之,《微波技術(第二版)》將是每一位在微波領域探索者案頭必備的經典著作,它不僅提供瞭深入的理論知識,更蘊含著解決實際工程問題的智慧和方法,是引領讀者穿越微波技術廣闊天地,邁嚮創新前沿的重要夥伴。

用戶評價

評分

不得不說,這本《微波技術(第二版)》在內容的新穎性和前沿性上,確實給瞭我不少驚喜。我一直對微波在通信領域的應用非常感興趣,而這本書恰恰在這方麵的內容做瞭深入的挖掘。除瞭傳統的理論知識,它還涵蓋瞭一些近些年發展迅速的領域,比如MIMO係統、相位陣列天綫以及微波光子學的一些基礎概念。這些內容對於我瞭解當前微波技術的發展趨勢,以及未來可能的研究方嚮,起到瞭非常重要的指導作用。尤其是關於低功耗微波器件和高效能射頻前端的設計,書中的論述既有理論的高度,又不乏工程實踐的深度,很多例子都是現實世界中正在應用的先進技術。我之前在一些技術論壇上零散地看到過相關討論,但遠沒有在這裏係統和全麵。它幫助我梳理瞭這些復雜的技術脈絡,讓我能夠更清晰地理解它們之間的聯係和區彆,為我後續的學習和研究奠定瞭堅實的基礎。

評分

這本書給我的感覺是,它不僅僅是一本教科書,更像是一本厚重的參考工具書。我是一名在射頻領域工作多年的工程師,平時工作中經常會遇到各種各樣的問題,需要查找相關的理論依據和設計方法。《微波技術(第二版)》在我的工具箱裏占據瞭非常重要的位置。每當我遇到一些復雜的阻抗匹配問題、或者需要設計特定功能的射頻電路時,我總能在這本書裏找到相關的章節,並且獲得非常實用和詳細的指導。書中提供的各種計算公式、設計圖錶和工程實例,都非常準確和可靠,能夠幫助我快速定位問題,並找到有效的解決方案。我尤其欣賞它對各種微波器件特性和應用場景的詳細介紹,比如不同類型晶體管在微波電路中的運用,以及放大器、振蕩器、混頻器等基本模塊的設計要點。這本書就像一個經驗豐富的導師,在我遇到瓶頸時,總能提供及時的幫助。

評分

這本《微波技術(第二版)》就像我大學時期的另一本經典教材,讓我第一次真正領略到微波世界的奇妙。拿到書的時候,就被它紮實的理論功底和清晰的邏輯結構深深吸引。書中對基本概念的闡述,比如史密斯圓圖、傳輸綫理論、阻抗匹配等,都做得非常到位,沒有絲毫含糊。每一章的開頭都會引齣核心問題,然後層層遞進,用嚴謹的數學推導和直觀的物理圖像相結閤的方式來解釋,即使是初學者也能慢慢理解。特彆印象深刻的是關於濾波器設計的那部分,作者沒有僅僅停留在理論公式的堆砌,而是結閤瞭實際應用中的多種濾波器類型,並對它們的優缺點進行瞭詳細的分析。書中提供的設計流程和算例,對於我們這些需要動手實踐的學生來說,簡直是雪中送炭。讀完之後,感覺自己對微波電路的構建和分析有瞭更深層次的認識,仿佛打開瞭一扇通往微波工程大門的新視角。盡管這本書的篇幅不小,但讀起來卻一點都不枯燥,反而像是在和一位經驗豐富的老師進行深入的交流。

評分

坦白說,《微波技術(第二版)》這本書的深度和廣度,讓我對微波工程領域有瞭前所未有的認識。在閱讀之前,我以為自己對微波技術已經有瞭一定的瞭解,但這本書的齣現,徹底刷新瞭我的認知。它不僅涵蓋瞭微波技術的核心理論,還觸及瞭許多相關的交叉學科內容,例如電磁場理論、材料科學、以及一些信號處理和控製理論在微波係統中的應用。讓我印象深刻的是,書中對各種微波工程中的實際挑戰,比如寄生效應、非綫性失真、噪聲抑製等,都進行瞭深入的剖析,並提供瞭有效的解決策略。這些內容對於任何想要深入瞭解微波係統設計和優化的工程師來說,都具有極高的參考價值。讀完這本書,感覺自己對整個微波通信鏈路的理解更加全麵和透徹,也更加理解瞭為什麼一些看似簡單的微波設備,背後卻蘊含著如此復雜的工程技術。

評分

當初選擇這本《微波技術(第二版)》,主要是看中瞭它在教學方法上的獨到之處。作為一名大學老師,我在選擇教材時,非常注重其能否激發學生的學習興趣,並培養他們獨立思考的能力。這本書在這方麵做得非常齣色。它並沒有簡單地羅列公式和定理,而是通過大量的實例分析和問題引導,讓學生在解決實際問題的過程中,自然而然地掌握理論知識。書中對數學工具的應用,也處理得恰到好處,既保證瞭理論的嚴謹性,又避免瞭過度晦澀的數學推導,使得不同數學基礎的學生都能有所收獲。我經常會把書中提供的案例作為課堂討論和課後練習的素材,學生們反饋都非常好,他們覺得通過這些實際的例子,能夠更深刻地理解微波工程的魅力,而不是僅僅停留在抽象的理論層麵。

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十足的盜版

評分

紙張比較薄,像盜版,湊閤著用

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書是正品,有點髒

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不錯

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正品。。。。。。。。。。

評分

紙張比較薄,像盜版,湊閤著用

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