微波电路与天线习题详解 电子与通信 书籍 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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出版社： 江苏大学出版社

ISBN：9787568406352

商品编码：29725183622

商品基本信息，请以下列介绍为准
商品名称：	微波电路与天线习题详解 电子与通信 书籍
作者：	闫述，封陆游，解欢编著
定价：	20.0
出版社：	江苏大学出版社
出版日期：
ISBN：	9787568406352
印次：
版次：	2
装帧：
开本：	16开

内容简介

本书为《微波电路与天线》教材配套的习题答案。主要内容包括：微波传输线理论；规则波导；微波集成传输线；微波网络初步；微波元器件；天线的辐射与接收；线天线；面天线；电波的传播概要9章，安排了基本的微波电路与天线实验。

《微波电路与天线设计：原理、应用与工程实践》 内容概述 本书旨在系统性地阐述微波电路和天线设计中的核心原理、关键技术以及在电子与通信工程领域的实际应用。全书以理论为基石，辅以丰富的工程实例和习题解析，力求帮助读者深入理解微波领域的复杂概念，掌握解决实际工程问题的能力。 第一篇 微波电路基础 本篇将从微波工程的基本概念出发，逐步深入到微波电路的核心理论与设计方法。 第一章 微波工程导论 微波频段的定义与特性： 详细介绍微波频段（通常指300 MHz至300 GHz）的频谱划分、频率范围及其在通信、雷达、电子战、医疗、科学研究等领域的广泛应用。探讨微波与低频信号在传播特性、元件特性、传输线效应等方面的显著差异。 电磁场理论基础回顾： 简要回顾麦克斯韦方程组在描述电磁场传播中的重要性，特别是其在理解微波场行为中的关键作用。重点讲解坡印廷矢量、电磁波的传播模式（如TEM、TM、TE模式）等概念，为后续微波电路分析奠定理论基础。 微波传输线理论： 详细讲解各种典型传输线（如同轴线、带状线、微带线、条形线等）的结构、特性阻抗、传播常数、损耗等关键参数。深入分析传输线上的电压、电流分布，引入波的概念。 史密斯圆图的应用： 系统介绍史密斯圆图的原理、构造和各种操作方法。通过大量的实例演示，教会读者如何利用史密斯圆图进行阻抗匹配、无损耗和有损耗传输线的阻抗计算、驻波比的求解以及匹配网络的合成。这是微波电路设计中最不可或缺的工具之一。 S参数的测量与应用： 详细阐述S参数（散射参数）的定义、物理意义及其在描述微波器件（如放大器、滤波器、耦合器等）性能时的优越性。介绍S参数的测量原理和方法，以及如何利用S参数进行微波电路的级联分析、稳定性分析和失配分析。 第二章 微波滤波器设计 滤波器分类与响应类型： 介绍各种滤波器类型，如低通、高通、带通、带阻滤波器，以及它们的理想响应、巴特沃斯、切比雪夫（I类和II类）、椭圆函数等近似响应的数学特性和权衡。 集总参数滤波器与分布参数滤波器： 区分并介绍集总参数（RLC元件）和分布参数（传输线段、贴片等）滤波器的设计理念。重点讲解在微波频段，分布参数滤波器的普遍性与优势。 原型滤波器设计： 讲解如何从低通原型滤波器出发，通过频率变换和阻抗变换，设计出所需类型的微波滤波器。介绍基于归一化原型参数进行设计的通用流程。 微波滤波器的实现技术： 详细介绍几种常见的微波滤波器实现结构，包括： 传输线型滤波器： 如耦合线滤波器、发夹线滤波器、桃花瓣滤波器等，分析其结构特点、耦合机理和设计公式。 谐振器型滤波器： 如介质谐振器滤波器、陶瓷滤波器、腔体滤波器，讲解谐振器的基本原理和耦合方式。 微带贴片滤波器： 介绍各种微带贴片滤波器结构，如开槽贴片滤波器、叠层贴片滤波器等，分析其耦合机制和性能调控方法。 滤波器性能评估与调优： 讲解评估滤波器性能的关键指标，如插入损耗、回波损耗、带内平坦度、阻带衰减、带边陡峭度、功率容量等，并讨论如何根据实际需求进行参数调优和结构改进。 第三章 微波放大器设计 晶体管微波特性： 介绍常用的微波晶体管（如MESFET、HEMT、MOSFET、SiGe HBT等）的工作原理和在高频下的表现。重点分析其S参数、噪声系数、跨导、输出电导等参数。 单端口和双端口网络分析： 复习并应用S参数分析单端口（如匹配网络）和双端口（如放大器）网络的特性。 放大器稳定性分析： 讲解放大器稳定性判据，如Bode图法、Rollett判据、K-Δ判据等，以及如何通过匹配网络或反馈网络来提高放大器的稳定性。 线性放大器设计： 噪声系数（NF）与增益（G）的最佳匹配： 讲解如何根据器件的噪声系数圆和增益圆，设计输入和输出匹配网络，以实现最小噪声系数和最大增益。 匹配网络设计： 介绍使用阻抗匹配技术（如使用集总元件或微带线段）设计满足特定阻抗匹配要求的输入和输出匹配网络。 功率放大器（PA）设计： PA的非线性特性： 介绍功率放大器的非线性现象，如谐波、互调失真、AM-PM转换等，以及它们对信号质量的影响。 线性化技术： 讲解常用的PA线性化技术，如预失真（Pre-distortion）、包络跟踪（Envelope Tracking）、数字预补偿（DPC）等。 匹配网络对功率的影响： 分析输入输出匹配网络对功率放大器输出功率、效率和失真的影响。 宽带放大器设计： 介绍实现宽带放大器的几种常用方法，如单级宽带匹配、多级宽带匹配、跨阻放大器（TIA）等。 微波振荡器与混频器设计简介： 简要介绍微波振荡器的基本原理（如负阻振荡器、LC振荡器、压控振荡器）和混频器的功能（上变频、下变频），为读者提供进一步研究的线索。 第二篇 天线原理与设计 本篇将重点讲解天线的电磁学基础、基本类型、设计方法以及在现代通信系统中的应用。 第四章 天线基础理论 天线基本参数： 详细定义和阐述天线的各项基本参数，包括： 辐射场： 介绍远场、近场、菲涅尔区、夫琅禾费区。 辐射方向图（Pattern）： 讲解主瓣、旁瓣、零陷、半功率点、波束宽度等概念，并区分电场方向图、磁场方向图、功率方向图。 增益（Gain）： 定义绝对增益、相对增益，并解释其与方向性系数、效率的关系。 方向性系数（Directivity）： 解释其衡量天线集中辐射能力。 效率（Efficiency）： 区分辐射效率、功率效率、总效率，以及损耗的来源。 输入阻抗（Input Impedance）： 解释天线输入阻抗的含义，及其对匹配和功率传输的影响。 极化（Polarization）： 讲解线极化（垂直、水平、倾斜）、圆极化（左旋、右旋）、椭圆极化的概念，以及天线极化匹配的重要性。 带宽（Bandwidth）： 定义工作带宽、回波损耗带宽、增益带宽、阻抗带宽等，并阐述影响带宽的因素。 最大接收功率（Effective Aperture）： 引入有效接收面积的概念。 互易定理（Reciprocity Theorem）： 阐述互易定理在天线收发性能分析中的应用。 天线等效电路： 介绍天线作为电磁器件的等效电路模型，如焦耳热损耗、介质损耗等。 第五章 基本天线类型 线状天线： 振子（Dipole）： 详细分析半波长振子、全波长振子等，包括其辐射方向图、阻抗特性、最优长度计算。 单极天线（Monopole）： 讲解单极天线（如1/4波长单极天线）与镜像原理，以及在地平面上的应用。 偶极子阵列（Dipole Arrays）： 介绍定向天线阵列的基本原理，如行波天线、行波定向天线。 面状天线： 喇叭天线（Horn Antenna）： 详细讲解各种喇叭天线（如角锥喇叭、扇形喇叭、金字塔喇叭）的工作原理、结构特点、增益、带宽度以及模式分析。 槽形天线（Slot Antenna）： 介绍槽形天线的结构、与振子的互补原理、辐射特性。 环形天线（Loop Antenna）： 分析小环天线和宽边环天线的辐射特性。 微带天线（Microstrip Antenna）： 微带贴片天线（Patch Antenna）： 详细讲解微带贴片天线的结构、工作原理、馈电方式（同轴线馈电、微带线馈电）。分析单极子贴片、偶极子贴片、环形贴片等基本单元。 贴片天线阵列： 介绍如何通过排列和耦合多个贴片单元来实现更高增益、更宽带宽和特定波束方向的天线阵列。 缝隙耦合贴片天线、叠层贴片天线等： 介绍各种改进型贴片天线结构，以提高性能。 反射面天线（Reflector Antenna）： 抛物面天线： 讲解抛物面天线的聚焦原理，以及主馈源（如喇叭天线、偶极子）的布局和优化。 射电望远镜、卫星通信天线等： 介绍反射面天线在实际工程中的应用。 其他类型天线简介： 简要介绍介质天线、螺旋天线、超宽带（UWB）天线、智能天线等，为读者拓展视野。 第六章 天线设计与优化 天线阻抗匹配： 详细讲解如何通过调整天线结构尺寸、使用匹配网络（如巴伦、匹配杆、微带线段）来实现天线输入阻抗与馈线（如50欧姆同轴线）的匹配，以最大化功率传输。 方向图合成与控制： 阵列天线设计： 介绍天线阵列的基本原理，包括均匀直线阵、均匀平面阵、非均匀阵列。讲解如何通过调整阵元位置、激励幅度和相位来合成特定方向图，如窄波束、零点控制、扫描波束等。 相控阵天线（Phased Array Antenna）： 介绍相控阵的基本工作原理，即通过电子控制阵元激励相位的变化来实现波束的快速扫描，及其在雷达、通信中的重要应用。 极化设计： 讲解如何设计具有特定极化（线极化、圆极化）的天线，以及如何实现极化匹配。 带宽扩展技术： 探讨提高天线带宽的方法，如使用多谐振器结构、加载集总元件、采用特殊介质材料、设计共形天线等。 天线建模与仿真： 介绍常用的天线设计软件（如CST Microwave Studio, HFSS, FEKO等）在天线仿真和分析中的应用。讲解数值计算方法，如矩量法（MoM）、有限元法（FEM）、有限时域差分法（FDTD）等。 天线集成与电磁兼容（EMC）问题： 讨论天线在实际系统（如手机、基站、雷达）中集成时需要考虑的电磁兼容性问题，以及如何进行布局优化和屏蔽设计。 第三篇 微波电路与天线综合应用 本篇将结合前面两部分的知识，重点探讨微波电路与天线在实际通信系统中的协同设计与应用。 第七章 微波通信系统中的应用 雷达系统： 雷达收发信机中的微波电路： 介绍雷达信号发生器（振荡器、倍频器）、低噪声放大器（LNA）、功率放大器（PA）、混频器、本地振荡器（LO）等关键微波电路在雷达系统中的作用。 雷达天线： 讲解雷达系统中常用的天线类型，如抛物面天线、相控阵天线，以及它们在目标探测、跟踪中的性能要求。 卫星通信系统： 上/下变频器设计： 介绍卫星通信链路中的上变频和下变频器设计，包括本振源、混频器、滤波器等。 高功率放大器（HPA）： 讲解用于卫星通信的HPA设计挑战，如高效率、线性度和功率输出。 天线设计： 介绍卫星通信中的定向天线（如抛物面天线、相控阵天线）的设计要点。 移动通信系统： 基站射频前端： 介绍基站射频前端中LNA、PA、滤波器、双工器等微波电路的设计与集成。 手机天线： 讲解手机内部天线的紧凑化设计、多频段、多天线（MIMO）技术以及与SAR（比吸收率）相关的EMC问题。 无线局域网（WLAN）与蓝牙： 介绍这些短距离无线通信技术中使用的微波电路和天线设计特点，如成本、功耗和性能的权衡。 射频识别（RFID）： 讲解RFID系统中标签天线和读写器天线的设计，以及其在识别距离和读取效率方面的要求。 第八章 电磁兼容（EMC）与电磁干扰（EMI） 微波电路与天线的EMC/EMI来源： 分析微波电路和天线在工作过程中产生的电磁干扰源，以及外部电磁环境可能带来的干扰。 屏蔽与接地技术： 讲解微波电路中的屏蔽设计、接地要求，以及它们在降低EMI和提高EMC方面的作用。 滤波器与吸收体： 介绍在EMC/EMI防护中常用的滤波技术和吸波材料的应用。 EMC标准与测试： 简要介绍相关的EMC/EMI标准和测试方法。 第九章 新型微波与天线技术前沿 可重构与智能天线： 介绍可重构天线（尺寸、形状、极化、频率可变）和智能天线（自适应波束形成、波束跟踪）的原理和应用前景。 毫米波与太赫兹技术： 探讨更高频段（毫米波、太赫兹）的微波电路与天线设计面临的挑战和新兴技术，如增材制造（3D打印）在复杂结构制造中的应用。 MIMO与多天线系统： 深入讨论多输入多输出（MIMO）系统的原理、空间复用、分集技术，以及其对天线阵列设计的要求。 超材料（Metamaterials）在微波与天线中的应用： 介绍超材料的负介电常数、负磁导率等特性，以及其在实现新型天线（如超薄天线、隐身天线）和功能器件中的潜力。 片上系统（SoC）中的RF设计： 讨论将RF电路集成到CMOS芯片上的挑战，如噪声、泄漏、集成度问题。 目标读者 本书适合于电子工程、通信工程、微波工程、电磁场与微波技术等专业领域的研究生、高年本科生，以及从事微波电路与天线设计、系统开发、射频工程的工程师、技术人员。 学习方法建议 本书内容涵盖了理论推导、工程设计、实际应用等多个层面。建议读者在学习过程中： 1. 理解基本原理： 深入理解各章节的核心概念和物理原理，特别是电磁场理论、传输线理论和S参数分析。 2. 掌握分析工具： 熟练掌握史密斯圆图、S参数分析等微波工程中的常用工具。 3. 结合例题和习题： 认真研究书中的示例，并独立完成习题，通过实践加深对理论的理解和工程能力的培养。 4. 关注仿真实践： 尝试使用主流的电磁仿真软件（如CST, HFSS）对文中介绍的电路和天线结构进行建模和仿真，验证设计结果。 5. 拓展阅读： 对于感兴趣的特定领域，可进一步查阅相关文献和专业书籍，拓宽知识面。 本书力求在提供扎实理论基础的同时，兼顾工程实践的导向性，帮助读者建立起一套完整、系统的微波电路与天线设计知识体系。

评分☆☆☆☆☆

这本书最让我感到惊喜的地方，在于它对“错误”的探讨。很多习题集只展示“正确的”解法，但现实中的工程往往是从失败的尝试中积累经验的。这本书的某些章节，专门设置了“常见错误分析”或“非最优解讨论”的环节。例如，在设计一个巴伦（Balun）结构时，除了给出标准的设计流程外，它还专门分析了几种常见的错误接线或参数设置可能导致的模式不平衡现象及其后果，并给出了如何通过仿真软件初步判断这些错误的方法。这种“反面教材”式的讲解，比单纯的正面指导更为深刻。它教会读者预判潜在的问题所在，这在快速迭代的电子设计领域中是无价的技能。它不只是一个解题工具，更像是一位经验丰富的导师，提前为你扫清了可能遇到的各种“陷阱”，这种前瞻性的引导，真正体现了“详解”二字的重量级内涵。

评分☆☆☆☆☆

从版式设计和阅读体验上讲，这本书也做得相当出色。很多技术书籍为了追求信息密度，往往排版得密密麻麻，公式和图表挤在一起，阅读起来非常吃力，很容易让人产生畏难情绪。然而，这本《微波电路与天线习题详解》显然在这方面投入了心思。页边距的处理恰到好处，保证了足够的注释空间；公式的编号清晰明了，便于引用和回顾；更值得称赞的是图表的质量，无论是史密斯圆图、电磁场分布示意图还是S参数的极坐标图，线条都非常清晰锐利，即便是打印成黑白版本，其细节也未曾丢失。这种注重细节的排版，极大地提升了学习的连贯性，使得复杂的电磁波概念和电路拓扑结构能够更容易地在脑海中构建清晰的图像。对于需要长时间伏案学习的读者来说，一个舒适的阅读界面是保持专注度的重要保障，这一点上，这本书做到了令人满意的水准，显示出出版社在专业书籍制作上的专业态度。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，市面上关于微波和射频工程的书籍汗牛充栋，但真正能让人感到“醍醐灌顶”的却寥寥无几。我之前在攻读硕士学位时，面对一些复杂的无源器件设计，总是感到力不从心，理论知识和实际操作之间总有一道看不见的鸿沟。这本书的出现，极大地弥补了这种缺憾。它的习题选材非常贴合当前行业热点，涵盖了从基础的S参数分析到复杂的滤波器综合与天线阵列设计。尤其让我印象深刻的是关于噪声系数和非线性失真（如P1dB点）的计算部分，这些通常是理论考试的难点和工程实践的痛点。作者在处理这些带有大量近似和迭代计算的题目时，非常细致地说明了每一步近似成立的条件，以及不同近似方法带来的误差范围，这体现了作者深厚的工程素养。翻阅这本书的过程中，我甚至能感受到一种对知识敬畏的态度，即对待每一个细节都不放过，力求严谨，这对于培养严谨的工程师思维是极其有益的，远超一般的习题集范畴，更像是一本高级工程师的实践笔记。

评分☆☆☆☆☆

这本《微波电路与天线习题详解 电子与通信 书籍》的定位似乎非常精准，专注于解决实际学习中遇到的难题。我手里拿着这本书，首先被它清晰的章节划分和详尽的解题步骤所吸引。很多教科书在讲解完理论后，习题的解答总是过于简略，让人看了等于没看，但这本书完全不同。它不仅仅给出了最终答案，更重要的是，它深入剖析了每一步推导背后的物理意义和数学原理。比如在涉及传输线匹配的部分，对于史密斯圆图的运用，作者没有止步于简单的描点连线，而是结合了阻抗变换的原理，用好几页篇幅来解释为什么选择某个元件组合是最优的，这对于初学者建立直观理解至关重要。我记得有道关于微带线特性的习题，涉及到介电常数和线宽的耦合影响，以往的参考书都只是提供公式，而这本书竟然用了一个非常形象的类比来帮助理解电磁场在介质中的分布情况，读起来简直像是在听一位经验丰富的教授现场授课。这种深度和广度兼备的解析方式，无疑是备考专业课、进行工程设计初期验证的得力助手，它真正做到了“授人以渔”，而不是简单地“授人以鱼”。

评分☆☆☆☆☆

对于自学者而言，获取高质量的反馈和指导往往是最困难的一环。这本书在很大程度上弥补了这一不足。它的习题难度曲线设置得非常合理，从第一章的传输线基础概念的巩固，逐步过渡到最后几章复杂的有源电路分析和电磁兼容性（EMC）初步思考。这意味着，即使没有老师在身边实时指导，读者也可以通过自我检测和对照解析，清晰地了解自己的知识掌握程度。我特别留意了关于天线效率和方向图合成的那一部分习题，作者不仅计算了理论值，还融入了实际应用中对增益和波束宽度的工程约束条件，并将这些约束与理论计算结果进行了对比分析。这种理论与工程实践紧密结合的叙事方式，极大地增强了学习的动力和目的性。它不仅仅是让你掌握了如何做题，更是让你明白了这些知识点在实际的雷达、通信系统或射频前端设计中，究竟扮演着怎样的角色，无疑是电子与通信专业学生和初级工程师的宝藏。