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赵春晖 张朝柱 著

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出版社： 7-04

ISBN：9787040218176

商品编码：29729470291

包装：平装

出版时间：2007-07-01

基本信息

书名:微波技术

定价：41.60元

售价：29.1元,便宜12.5元,折扣69

作者:赵春晖 张朝柱

出版社：7-04

出版日期：2007-07-01

ISBN：9787040218176

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.540kg

编辑推荐

本书是关于介绍“微波技术”的教学用书，具体包括了：微波及其特点、微波的概念及波段划分、微波技术的发展和应用、微波技术的发展、微波技术的研究方法和基本内容、微波电路计算机辅助分析、微波电路计算机辅助设计等方面的内容。

内容提要

本书是普通高等教育“十一五”规划教材。本书主要介绍微波技术的基本理论、基本概念和基本分析方法。全书分为8章。章介绍微波的基本概念和特点以及微波技术的发展和应用领域；第2章从“路”的观点出发，讲述传输线的基本理论，介绍反射系数、驻波比、输入阻抗、阻抗圆图和阻抗匹配等概念；第3章从“场”的观点出发，讲述波导、同轴线、带状线和微带线等典型微波传输线的一般理论和特性，给出常用的电磁波型、场分布和相应参数等；第4章采用“场”与“路”相结合的方法，讲述微波网络的基本理论，其中包括微波网络参量、网络矩阵和工作特性参量；第5章介绍了各种常用微波元件的工作原理和应用；第6章讲述微波电路的计算机辅助分析方法；第7章介绍微波电路的计算机辅助设计的一般知识；第8章介绍常用微波仿真软件HFSS的使用方法和设计范例。
本书可作为电子与信息类专业(包括电子信息工程、通信工程、电子科学与技术等专业)的本科生教材或参考书，也可供从事微波工程、电磁测量、无线电技术等领域工作的技术人员参考。

目录

章 绪 论
1．1 微波及其特点
1．1．1 微波的概念及波段划分
1．1．2 微波的特性
1．2 微波技术的发展和应用
1．2．1 微波技术的发展
1．2．2 微波技术的应用
1．3 微波技术的研究方法和基本内容
本章提要
习题
第2章 传输线理论
第3章 微波传输线
第4章 微波网络基础
第5章 常用微波元件
第6章 微波电路计算机辅助分析
第7章 微波电路计算机辅助设计
第8章 HFSS微波仿真
附录
参考文献
附图 阻抗与导纳圆图

作者介绍

文摘

序言

《微波技术》 第一章 基础理论与概念 本章将深入探讨微波技术的核心基础，为读者构建一个扎实的概念框架。我们将从电磁波的基本性质入手，详细解析微波作为一种高频电磁波的独特性质，包括其波长、频率、传播方式等。我们将详细阐述麦克斯韦方程组在微波工程中的应用，揭示电场和磁场如何相互作用并以波的形式传播。 电磁波的产生与传播： 电磁场的概念： 介绍静电场、静磁场以及随时间变化的电场和磁场如何相互激发，最终形成电磁波。 麦克斯韦方程组： 详细推导并解释四个基本方程（高斯定律、高斯磁定律、法拉第电磁感应定律、安培-麦克斯韦定律）的物理意义，并说明它们如何预言了电磁波的存在。 电磁波的组成： 分析电场和磁场的振荡方向、相位关系以及它们在空间中的传播速度。 微波的定义与特点： 界定微波的频率范围（通常指300MHz至300GHz），并分析其相较于低频电磁波的独特优势和局限性，例如其较小的波长带来的高分辨率潜力，以及在介质中传播时的损耗特性。 传播介质对微波的影响： 探讨微波在真空、空气、以及不同介电常数和磁导率的材料（如绝缘体、导体、半导体）中的传播特性，包括反射、折射、吸收和散射等现象。 功率、能量与强度： 定义并解析电磁波的功率密度（坡印廷矢量）、能量密度等概念，理解微波能量的传输和分布。 传输线理论： 均匀传输线模型： 引入传输线的集总参数模型（电阻R、电感L、电导G、电容C），并推导传输线方程。 波的传播与阻抗： 解释电压和电流波沿传输线传播的特性，引入特性阻抗的概念，并分析其对信号传输的影响。 反射与驻波： 详细讲解传输线末端阻抗不匹配时产生的反射波，以及入射波与反射波叠加形成的驻波现象。 电压驻波比（VSWR）： 定义并计算VSWR，解释其作为衡量传输线匹配程度的关键指标。 阻抗匹配： 介绍各种阻抗匹配技术，如匹配网络、匹配器（如四分之一波长匹配变压器、阻抗变换器）的设计与应用，以实现最大功率传输并最小化反射损耗。 史密斯圆图： 详细介绍史密斯圆图的构成、使用方法，以及如何利用它进行阻抗匹配、分析传输线参数等。 波导理论： 波导的结构与原理： 介绍金属波导（矩形、圆形）作为高频信号传输的导引结构，分析其截止频率和传播模式。 模式理论： 详细阐述TE（横电）、TM（横磁）和TEM（横电磁）等不同模式的特点、场分布和能量传播特性。 截止频率： 计算不同形状和尺寸波导的截止频率，并解释其物理意义，说明为何低于截止频率的模式无法传播。 传播常数与相位常数： 定义并分析波在波导中传播时的传播常数和相位常数，理解模式的速度和传播行为。 波导损耗： 分析波导壁的欧姆损耗和介质损耗，以及它们对信号传输的影响。 第二章 微波元器件 本章将聚焦于构成微波系统的核心功能单元——微波元器件。我们将详细介绍各类微波器件的原理、结构、特性参数以及在实际系统中的应用。 无源器件： 电阻器、电容器、电感器： 介绍微波频率下这些基本元器件的设计考虑，例如寄生参数的抑制，以及高功率电阻的应用。 耦合器： 方向性耦合器： 详细介绍90度混合耦合器、180度混合耦合器（威尔金森功分器）、定向耦合器等，分析其耦合度、隔离度、方向性等参数，以及在信号分配、测量中的应用。 分支线耦合器、定向耦合器。 功分器/合路器： 介绍二分配、四分配等功分器/合路器的原理和设计，用于将信号功率均分或合并。 滤波器： 低通、高通、带通、带阻滤波器： 介绍不同类型微波滤波器的设计原理，如使用集总元件、分布参数结构（如微带线、脊波导）实现，以及它们在信号选频、干扰抑制中的关键作用。 耦合线滤波器、间隔滤波器。 隔离器与环形器： 解释其基于铁氧体材料的非互易性原理，用于实现信号的单向传输，保护敏感器件免受反射信号的损害。 衰减器： 介绍固定衰减器和可变衰减器，用于精确控制信号的幅度。 终端匹配： 介绍各种类型的匹配负载，用于吸收反射信号，保持传输线稳定。 有源器件： 二极管： PIN二极管： 介绍其在开关、衰减器、调制器中的应用，分析其正向导通和反向截止特性。 肖特基二极管： 介绍其在混频器、检波器、倍频器中的应用，分析其低噪声和高速度特性。 变容二极管： 介绍其电容随电压变化的特性，应用于压控振荡器（VCO）和频率合成器。 三极管（FET、HEMT、HBT）： 场效应晶体管（FET）： 详细介绍MESFET、HEMT（高电子迁移率晶体管）和HBT（异质结双极晶体管）等微波功率放大器（PA）和低噪声放大器（LNA）的关键器件，分析其高增益、低噪声系数和高功率输出能力。 双极晶体管（BJT）： 简述其在低频段及特殊应用中的作用。 集成电路（IC）： 单片微波集成电路（MMIC）： 介绍MMIC的优势，如体积小、性能高、可靠性好，以及其在现代微波系统中的广泛应用。 砷化镓（GaAs）、氮化镓（GaN）等半导体材料在MMIC中的应用。 第三章 微波电路与系统 本章将引导读者理解微波器件如何组合成功能模块，进而构成复杂的微波系统。我们将探讨微波电路的设计方法、分析工具以及典型的微波系统应用。 微波电路设计方法： 集总参数与分布参数电路设计： 区别和联系，以及在不同频率下的适用性。 微带线、带状线等印刷电路技术： 介绍这些平面电路结构的特性，以及它们在微波电路板设计中的应用。 电磁仿真软件的应用： 介绍HFSS、CST等专业软件在微波结构电磁场仿真、参数提取和优化中的重要作用。 微波系统模块： 放大器（Amplifiers）： 低噪声放大器（LNA）： 分析LNA的设计原则，如何实现低噪声系数（NF），以及其在接收机前端的关键作用。 功率放大器（PA）： 介绍PA的设计考虑，如何实现高输出功率、高效率和良好的线性度，以及在发射机中的应用。 分布式放大器（Distributed Amplifiers）： 介绍其宽带特性，以及如何通过传输线技术实现。 振荡器（Oscillators）： 负阻振荡器、反馈振荡器： 介绍不同类型的微波振荡器原理，如固定频率振荡器、压控振荡器（VCO）、晶体振荡器、微波声学振荡器等。 相位噪声（Phase Noise）： 定义和分析振荡器的相位噪声，以及其对通信系统性能的影响。 混频器（Mixers）： 下变频与上变频： 介绍混频器在频率转换中的作用，如通信系统中的变频。 双平衡混频器、单平衡混频器： 分析不同结构混频器的性能指标，如变频损耗、隔离度、镜像抑制等。 频率合成器（Frequency Synthesizers）： 锁相环（PLL）合成器： 介绍PLL的工作原理，如何生成精确稳定的频率。 直接数字合成（DDS）技术。 开关（Switches）： 介绍PIN二极管开关、FET开关等，用于信号的切换和路由。 调制器与解调器（Modulators & Demodulators）： 幅度调制（AM）、频率调制（FM）、相位调制（PM）以及更复杂的数字调制技术（QPSK, QAM等）的微波实现。 相干解调、非相干解调。 典型微波系统应用： 雷达系统（Radar Systems）： 雷达基本原理： 发射电磁波探测目标，接收回波信息。 脉冲雷达、连续波（CW）雷达、多普勒雷达： 介绍不同类型雷达的工作方式和应用场景。 雷达方程： 分析影响雷达探测距离的关键因素。 应用领域： 航空、航海、气象、安防等。 通信系统（Communication Systems）： 卫星通信： 介绍卫星链路的构成、特点，以及微波在其中的关键作用。 微波接力通信： 远距离点对点通信。 移动通信（如4G/5G）： 分析微波在基站、终端设备中的应用。 无线局域网（Wi-Fi）： 介绍其使用的ISM频段及微波技术。 电子对抗（Electronic Warfare）： 干扰（Jamming）： 探测、识别并干扰敌方雷达和通信信号。 诱饵（Decoys）： 产生虚假信号，迷惑敌方。 侦察（Reconnaissance）： 截获和分析敌方电磁信号。 测量与测试仪器： 网络分析仪（Vector Network Analyzer, VNA）： 用于测量微波器件和系统的S参数、阻抗等关键参数。 频谱分析仪（Spectrum Analyzer）： 用于分析信号的频率成分和功率谱密度。 信号发生器（Signal Generator）： 提供各种信号用于系统测试。 第四章 微波器件的制作与测试 本章将深入探讨微波器件和系统的实际制作流程以及关键的性能测试方法，使读者了解从设计到成品的整个过程。 微波电路的制作工艺： 印刷电路板（PCB）工艺： 微带线、带状线等平面传输线结构的蚀刻与加工。 基板材料的选择： 如FR-4、Rogers、Duroid等，及其介电常数、损耗角正切对性能的影响。 多层PCB的设计与制作。 集成电路（IC）工艺： 半导体材料生长与外延。 光刻、刻蚀、薄膜沉积等工艺步骤。 封装技术： 如QFN、BGA等，及其对微波性能的影响。 特殊工艺： 腔体加工、波导加工、铁氧体器件制作。 金属化、连接技术。 微波器件与系统的测试方法： S参数测量： S参数的定义与物理意义： 反射系数、传输系数。 网络分析仪（VNA）的工作原理与操作： 校准、测量流程。 S参数在评估器件性能中的应用： 增益、回波损耗、插入损耗、隔离度等。 功率测量： 功率计（Power Meter）： 测量信号的平均功率和峰值功率。 射频探头（RF Probe）： 用于接触式测量，尤其是在IC芯片级测试中。 噪声系数（Noise Figure, NF）测量： 噪声源（Noise Source）： 用于注入已知噪声。 噪声系数分析仪（Noise Figure Analyzer）： 测量放大器等器件的噪声性能。 失真度测量： 三阶互调产物（IP3）： 评估放大器的非线性度。 频谱分析仪在失真度测量中的应用。 频率相关参数测试： 振荡器频率稳定度、相位噪声测量。 滤波器带宽、插入损耗、阻带衰减测量。 系统级集成测试： 链路预算（Link Budget）： 分析通信系统整体的信号传输损耗和增益，评估系统性能。 误码率（Bit Error Rate, BER）测试。 第五章 微波技术的最新发展与未来趋势 本章将展望微波技术的前沿领域和未来发展方向，探讨新兴技术和创新应用。 先进材料与器件： 新型半导体材料： 如GaN（氮化镓）在高性能功率放大器中的应用，SiC（碳化硅）在耐高温、高压器件中的潜力。 超材料（Metamaterials）： 介绍其负折射率、负磁导率等奇异电磁特性，以及在超材料天线、隐身衣等领域的应用前景。 微机电系统（MEMS）在微波开关、滤波器等器件中的应用。 人工智能（AI）与微波技术结合： AI在微波电路设计与优化中的应用： 自动设计、参数预测、故障诊断。 AI在微波信号处理与识别中的应用： 智能雷达、通信信号分类。 毫米波与太赫兹技术： 毫米波（30GHz-300GHz）： 介绍其在高带宽通信（如6G）、成像、传感器等领域的应用。 太赫兹（THz，0.1THz-10THz）： 探索其在安全检查、生物医学成像、物质成分分析等方面的潜力。 微波能量传输（Microwave Power Transfer, MPT）： 无线充电技术： 探讨远距离无线供电的可能性及其面临的挑战。 在航空航天、物联网等领域的应用前景。 微波与生物医学交叉应用： 微波肿瘤治疗（Microwave Ablation）： 利用微波产生热效应杀死癌细胞。 微波成像与诊断： 在无创检测方面的潜力。 绿色微波技术： 低功耗、高效率微波器件与系统的开发。 环境友好型制造工艺。 通过对以上章节的系统学习，读者将能够全面掌握微波技术的基本原理、核心器件、系统设计方法、制作与测试技术，并对该领域的未来发展方向有深刻的认识。本书旨在为工程师、研究人员和学生提供一个深入了解和掌握微波技术的专业参考。

评分☆☆☆☆☆

从语言风格上来说，作者的文字功底非常扎实，行文流畅，即便涉及高度抽象的傅里叶变换、拉普拉斯逆变换在时域和频域分析中的灵活运用，也处理得清晰易懂，没有那种晦涩难懂的“学术腔”。他擅长使用类比来解释复杂的物理现象，比如用流体动力学中的概念来比喻电磁场的“流动”和“压力”，这种跨领域的类比，极大地降低了初学者对高维空间概念的畏惧感。更难能可贵的是，书中对历史脉络的梳理也颇为到位。在介绍关键发明时，作者会穿插一些简短的“幕后故事”，例如某个著名公式是如何在特定历史背景下被提出和验证的，这让整个技术学习过程变得有温度、有故事感，不再是枯燥的公式堆砌。这使得整本书读起来更像是一位经验丰富的导师在循循善诱，而不是冷冰冰的教科书在陈述事实，阅读体验非常愉悦，让人愿意主动沉浸其中，探索更深层次的奥秘。

评分☆☆☆☆☆

初次翻阅目录，我被其内容的广度和逻辑的严谨性所震撼。它并非仅仅停留在基础的麦克斯韦方程组的复述上，而是迅速深入到了波导理论的实际应用层面，尤其是对于非均匀介质中的电磁波传播，作者给出的分析视角非常独特且深刻。我特别关注了关于微波测量技术的那一章，市面上很多书籍对矢量网络分析仪（VNA）的讲解往往流于表面，只讲操作流程，但这本书却深入剖析了误差修正模型背后的数学原理，甚至提及了部分新兴的校准技术，这对于想要突破“会用”到“精通”界限的研发人员来说，价值无可估量。书中的案例选择也十分贴合工业实际，从高频PCB设计中的串扰分析，到天线阵列的波束合成，每一个例子都不是凭空捏造的理论推演，而是建立在真实工程问题之上的深度解析。这种由浅入深、层层递进的叙事结构，让读者在不知不觉中，完成了从初级理解到高级建模思维的跃迁，真正体会到了微波工程的魅力所在。

评分☆☆☆☆☆

这本书最大的亮点，或者说最让我感到惊喜的地方，在于它对“实际工程限制”的坦诚讨论。很多理论书籍在描述理想化的谐振腔或传输线时，总是假设完美导体和均匀场分布，读完后让人觉得工程实现似乎轻而易举。然而，这本书在讲解完理论模型后，紧接着就会有一个专门的小节来讨论“非理想效应”——比如介质损耗随频率的非线性变化、腔体制造公差对Q值的影响，以及温度漂移的补偿策略。这种“从理想走向现实”的写作手法，极大地帮助我们这些一线工程师建立起更具鲁棒性的设计思维。我记得在讲解微波放大器设计时，作者没有避开噪声系数的实际优化难题，而是详细对比了不同晶体管工艺下噪声匹配网络的设计取舍，这在其他教材中是极少见到的深度。它教会我的不是“如何计算”，而是“在约束条件下如何选择最佳的妥协方案”，这种实战经验的提炼，是任何纯理论推导都无法替代的宝贵财富。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计相当吸引人，封面采用了一种深沉的墨绿色，配上烫金的书名“微波技术”，立刻给人一种专业而又厚重的历史感。拿到手里掂量，感觉分量十足，纸张的质地也十分考究，触感细腻，油墨印刷清晰，即便是长时间翻阅，眼睛也不会感到疲劳。我尤其欣赏它在图表处理上的用心，那些复杂的电路图和电磁波形，不仅线条流畅，标记细致入微，而且很多关键公式都用醒目的红色字体单独标注出来，这对于需要快速定位核心概念的工程师来说，简直是福音。相比我以前看的几本同类教材，这本书的版式设计更加现代化，留白得当，使得密集的理论知识在视觉上得到了极大的舒缓，阅读起来体验非常顺畅。当然，仅仅是外观上的精美并不能决定一切，但这种对细节的极致追求，无疑为后续内容的深度学习打下了一个坚实而舒适的基础。可以说，出版社在制作这本教材的物理层面投入了极大的匠心，这一点从它经久耐用、不易卷边的书脊就能看出来，摆在书架上，它本身就是一件值得珍藏的工具书。

评分☆☆☆☆☆

如果非要从一个批判性的角度去审视，这本书在面向未来趋势的某些前沿领域内容更新速度上，似乎略显保守。虽然它对传统微波电子学的基础原理覆盖得无懈可击，但在诸如太赫兹频率器件的材料特性研究、或者基于人工智能的微波电路自动优化设计框架等方面，信息量相对较少，更偏向于对过去五十年成熟技术的梳理和总结。当然，作为一本奠基性的参考书，其核心价值是不可动摇的，这些新兴领域的内容或许需要通过后续的研讨会论文来补充。总而言之，对于任何希望系统性掌握微波工程理论，并希望建立起扎实、全面、且具备工程实践导向思维的工程师或高年级学生而言，这本书无疑是该领域内一份不可或缺的“圣经”级别的参考资料，它的价值远远超出了其定价，是知识复利投资中的一个绝佳选择。