微波电路与天线（第2版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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郑召文，孔娃 著，闫 口述

图书标签:

• 微波电路
• 天线
• 射频电路
• 电磁场
• 微波技术
• 通信工程
• 电子工程
• 高等教育
• 教材
• 第二版

出版社： 江苏大学出版社

ISBN：9787568406390

版次：2

商品编码：12336528

包装：平装

开本：16开

出版时间：2017-10-01

用纸：胶版纸

页数：309

字数：517000

正文语种：中文

内容简介

　　《微波电路与天线（第2版）》讲授了微波电路与天线的基本内容，包括传输线理论、规则波导、微波集成传输线、无源微波网络和器件、天线的辐射与接收、线天线与面天线、电波的传播，安排了基本的微波电路与天线实验。
　　《微波电路与天线（第2版）》可作为高等学校通信工程专业本科生的教材，也可作为电子工程与通信工程技术人员或相关专业的技术人员进行继续教育的参考书目。

内页插图

目录

0 绪论
0．1 微波及其特点
0．2 微波技术的研究方法
0．3 天线与无线电波传播
0．4 本课程的体系结构

第1章 微波传输线理论
1．1 长线与分布参数
1．1．1 电长度与长线和短线
1．1．2 集总参数与分布参数
1．2 均匀传输线方程
1．2．1 均匀传输线等效电路
1．2．2 均匀传输线方程
1．2．3 均匀传输线方程的解
1．3 传输线的特性参数和状态参数
1．3．1 传输线的特性参数
1．3．2 传输线的状态参数
1．4 均匀无耗传输线的工作状态
1．4．1 行波状态
1．4．2 纯驻波状态
1．4．3 行驻波状态
1．5 传输线的传输功率、效率和损耗
1．5．1 传输功率与效率
1．5．2 回波损耗与插入损耗
1．5．3 传输线的功率容量
1．6 阻抗匹配
1．6．1 匹配状态
1．6．2 匹配方法
1．7 Smith圆图
1．7．1 阻抗的归一化
1．7．2 反射系数图
1．7．3 阻抗圆图
1．7．4 导纳圆图
1．7．5 圆图的应用
1．8 同轴线的分布参数与特性阻抗
1．8．1 分布参数与特性阻抗
1．8．2 同轴线的等效电路
1．8．3 同轴线结构与特性阻抗的关系
本章小结
习题

第2章 规则波导
2．1 规则波导中的场
2．1．1 直角坐标中的纵向分量法
2．1．2 圆柱坐标中的纵向分量法
2．2 波导的传输特性
2．2．1 导行波的传输特性
2．2．2 导行波的分类
2．3 矩形波导
2．3．1 矩形波导中的场
2．3．2 矩形波导的传输特性
2．3．3 矩形波导的主模TE10模
2．3．4 矩形波导截面尺寸的选择
2．4 圆形波导
2．4．1 圆形波导中的场
2．4．2 圆波导的传输特性
2．4．3 几种常用模式
2．5 同轴线的场分析
2．5．1 同轴线的TEM模
2．5．2 同轴线的高次模
2．6 波导的激励与耦合
2．6．1 电激励
2．6．2 磁激励
2．6．3 电流激励
本章小结
习题

第3章 微波集成传输线
3．1 带状线
3．1．1 带状线传输特性参数
3．1．2 带状线的衰减常数a
3．1．3 带状线的尺寸选择
3．2 微带线
3．2．1 微带线传输特性参数
……

第4章 微波网络初步
第5章 微波元器件
第6章 天线的辐射与接收
第7章 线天线
第8章 面天线
第9章 电波传播概要
第10章 微波电路与天线实验

附录1
附录2
附录3
附录4
附录5
附录6
附录7
附录8
附录9

参考文献

前言/序言

　　本书面向通信工程专业本科生讲授微波电路与天线的基本概念与理论，包括传输线理论、规则波导、微波集成传输线、无源微波网络和器件、天线的辐射与接收、线天线与面天线、电波的传播等，安排了最基本的微波电路与天线实验。这些内容也可作为电子和通信工程技术人员或相关专业技术人员继续教育的参考材料。微波电路与天线课程涉及通信系统中的硬件设备与物理信道，是今后从事通信技术工作的知识准备。全书共90学时，其中第1～5章微波电路部分35学时，第6～9章天线部分35学时，第10章的微波电路和天线实验各10学时共20学时。需要的先修课程有：高等数学、线性代数、电路分析、电磁场与电磁波。其中，电路分析、电磁场与电磁波是本课程“路”、“场”分析的基础，高等数学和线性代数提供了所需的数学工具。如果要进一步学习有源微波网格、有源微波器件，还要预备模拟电路、高频电子线路等先修课程。书中要学习的内容尽量是自包含的，用到的重要公式、定理，相关知识等在附录中给出。
　　本书的第1～2章、第4章由闫述和郑召文共同编写；第6～9章、附录1～2、附录4、附录6～9由闫述编写；绪论、第3章、第5章、附录3、附录5由郑召文编写；第10章由孔娃编写。郑召文绘制了绪论、第2～3章、第5章、附录3、附录5的图件；孑L娃绘制了第6～7章、第10章的图件；硕士研究生封陆游绘制了其余各章、其余附录中的图件，检视了全部图件，进行了必要的修改或重绘；硕士研究生刘文平、陈斌参与绘制了部分图件。全书由闫述统稿，方云团核查了第1～2章、第4章，夏景在任课中发现和纠正了书稿的差错。
　　在成书过程中，作者就作为课程基础的电磁场与电磁波理论，向西安交通大学冯恩信教授多次请教，得到了悉心的指点。作者所在的江苏大学通信工程系，为教材编写和试讲尽最大可能地创造了条件。江苏大学通信工程系0901，0902，1001，1002，1101，1102班的同学们试用了讲义，喻志浩、娄修俊同学提出了宝贵的意见。硕士研究生解欢在助课的过程中验算了公式，并对文字和表述做了修改，徐婷婷协助校对了第6～9章。特别需要指出的是，江苏大学出版社以极大的耐心和热情从组稿、写作到完稿，给予了全程的支持、鼓励和督促。尽管环境如此有利，因作者水平所限，缺陷和错误仍不能避免，热切期待同学们、各位同行和读者的批评指正。

《微波电路与天线（第2版）》 引言 微波技术在现代通信、雷达、导航、遥感、医学诊断、科学研究等领域扮演着至关重要的角色。从卫星通信的数公里传输到手机的无线连接，从高精度雷达的探测能力到微波炉的加热原理，微波无处不在，深刻地影响着我们的生活和科技发展。而微波电路与天线，正是构建这些神奇应用的基石。本书《微波电路与天线（第2版）》力求全面、深入地探讨微波领域的关键理论、核心技术和实际应用，旨在为读者构建一个扎实的微波工程知识体系，使其能够理解、分析并设计出高性能的微波系统。 本书内容概述 本书共分为上下两大部分，分别聚焦于微波电路和微波天线。每一部分都循序渐进，从基础概念出发，逐步深入到复杂的理论和工程实践。 第一部分：微波电路 微波电路是实现微波信号生成、处理、传输和接收的关键组成部分。本部分将带领读者穿越微波世界的“心脏”，理解信号如何在这些精密的电路中流转。 第一章：微波工程基础 本章为微波世界的入门指引，将为读者打下坚实的基础。我们将从电磁波的基本理论出发，回顾麦克斯韦方程组在微波频段的特有表现形式，深入理解波的传播特性、边界条件以及电磁场的能量分布。在此基础上，我们将引入微波工程特有的概念，如史密斯圆图，它将成为我们分析和设计微波电路不可或缺的强大工具。史密斯圆图的绘制、读取以及如何利用它进行阻抗匹配，将是本章的重点。此外，我们还会介绍微波电路中常用的传输线模型，如理想传输线、损耗传输线，以及它们在信号传播过程中的影响。电压驻波比（VSWR）和反射系数等关键参数的定义和物理意义也将得到详细阐述，帮助读者建立对微波信号传输特性的直观认识。 第二章： S参数分析 在微波电路设计中，我们往往难以直接测量和分析电路内部的电压和电流。S参数，即散射参数，为此提供了一种有效的解决方案。本章将深入探讨S参数的定义、物理意义及其计算方法。我们将学习如何利用S参数来表征微波器件，如二端口网络，并理解S参数矩阵与器件性能之间的关系。通过S参数，我们可以便捷地分析微波电路的增益、损耗、输入输出阻抗匹配以及稳定性等关键指标。本章还将介绍S参数的测量方法和常见S参数的解释，为后续的电路设计奠定理论基础。 第三章：微波功率放大器 功率放大器是微波系统中产生高功率信号的核心器件。本章将深入剖析微波功率放大器的设计原理和实现技术。我们将从放大器的工作原理出发，介绍不同类型的微波功率放大器，如甲类、乙类、丙类和丁类放大器，并分析它们的优缺点以及适用场景。重点将放在功率放大器的线性度、效率和稳定性等关键性能指标的设计与优化。我们会探讨如何选择合适的半导体器件（如BJT、FET、LDMOS等），以及如何设计匹配网络来提高功率传输效率和稳定性。失真分析和抑制技术也是本章的重要内容。 第四章：微波低噪声放大器 在信号接收端，低噪声放大器（LNA）是至关重要的，它直接决定了接收系统的灵敏度。本章将聚焦于LNA的设计。我们将详细讨论噪声的来源，如热噪声、散粒噪声等，并引入噪声系数（Noise Figure）和最小噪声系数（NFmin）等关键指标。LNA的设计目标是在最小化噪声系数的同时，保证一定的增益和良好的输入阻抗匹配。本章将介绍各种LNA拓扑结构，如单级、多级LNA，以及反馈式和前馈式LNA的设计技巧。 第五章：微波振荡器与频率合成 振荡器是微波系统中产生特定频率信号的源头，而频率合成器则能够产生精确可控的多种频率信号。本章将深入研究微波振荡器的设计原理，包括寄生振荡、起振条件以及振荡器的稳定性。我们将探讨不同类型的微波振荡器，如压控振荡器（VCO）、锁相环（PLL）振荡器，以及它们的特点和应用。频率合成器作为现代通信系统的关键组成部分，其设计方法和性能评估也将是本章的重点。 第六章：微波混频器与频率变换 在许多微波系统中，需要将信号在不同频率之间进行转换，此时混频器就发挥着至关重要的作用。本章将详细介绍混频器的基本原理，包括乘法混频、开关混频等。我们将分析混频器的主要性能指标，如变频损耗、隔离度以及产生的杂散信号。常见混频器结构，如二极管混频器、FET混频器，以及它们的电路设计将得到深入讲解。 第七章：微波滤波器 滤波器是微波电路中用于选择特定频率信号、抑制其他频率信号的关键元件。本章将系统介绍微波滤波器的设计理论和实现技术。我们将从滤波器的基本功能出发，介绍不同类型的微波滤波器，如低通、高通、带通和带阻滤波器。重点将放在不同实现结构的微波滤波器，如集总参数滤波器、分布参数滤波器（如微带线滤波器、脊形滤波器、耦合线滤波器等）。我们将学习如何根据规格要求设计滤波器的插入损耗、阻带衰减、带内平坦度等关键参数。 第八章：微波移相器与开关 在某些应用中，我们需要精确控制微波信号的相位，或者实现信号的快速切换，此时就需要移相器和开关。本章将探讨微波移相器的不同类型，如基准式移相器、数字移相器、PIN二极管移相器等，以及它们的控制原理和应用。微波开关是实现信号路径选择的关键，本章也将介绍不同类型的微波开关，如PIN二极管开关、FET开关等，并分析它们的开关速度、插入损耗和隔离度。 第九章：微波耦合器与功分器/合路器 耦合器在微波电路中扮演着分配和混合信号的重要角色。本章将深入研究各种类型的微波耦合器，如90度混合耦合器、180度混合耦合器、定向耦合器等，并分析它们的耦合度、隔离度和方向性等关键参数。功分器和合路器是实现信号功率分配和合并的器件，本章也将介绍不同种类的功分器/合路器，如 Wilkinson功分器、T型功分器等。 第二部分：微波天线 天线是微波信号的“嘴巴”和“耳朵”，负责将电信号转换为空间电磁波，或将空间电磁波转换为电信号。本部分将带领读者领略天线的奇妙世界，理解其工作原理和设计要点。 第十章：天线基本理论 本章将为读者构建对天线工作原理的全面认识。我们将从电磁辐射的基本概念出发，引入天线的辐射场、辐射方向图等核心概念。辐射方向图是描述天线辐射强度随角度变化的图形，其理解对于天线设计和选型至关重要。我们将详细讲解主瓣、旁瓣、零点等方向图的关键要素。此外，天线的增益、效率、极化、带宽等重要参数也将得到详尽的阐述，帮助读者理解天线性能的评估指标。互易定理在天线分析中的应用也将被提及。 第十一章：线天线 线天线是最基础也是最常见的一类天线。本章将深入研究各种线天线的设计和特性。我们将从最简单的振子天线（如半波长振子、全波长振子）开始，分析它们的辐射特性和阻抗。然后，我们将介绍偶极子天线、单极天线、八木-宇田天线等，并详细分析它们的工作原理、增益和方向图。对于实际应用，我们将探讨如何通过改变线天线的长度、形状以及增加反射器、引向器等来优化其性能。 第十二章：孔径天线 孔径天线是一类将电磁波从一个开口（孔径）辐射到空间的广义天线，在雷达和卫星通信等领域有着广泛应用。本章将详细介绍孔径天线的原理。我们将从均匀平面波照射下矩形和圆形孔径的辐射场分析开始，理解孔径函数的概念。然后，我们将深入研究几种典型的孔径天线，如喇叭天线、缝隙天线、抛物面天线（反射面天线）等。重点将放在这些天线的馈电方式、辐射方向图以及如何通过设计孔径的形状和大小来控制其性能。 第十三章：微带天线 微带天线以其轻薄、易于集成、低成本等优点，在手机、GPS、无线通信设备等领域得到了越来越广泛的应用。本章将聚焦于微带天线的设计与分析。我们将从微带传输线的模型出发，介绍微带天线的基​​本单元，如微带贴片天线（Patch Antenna）。我们将深入分析贴片天线的辐射机制、谐振条件以及其关键参数，如带宽、增益和极化。多种贴片天线结构，如矩形贴片、圆形贴片、宽边贴片，以及其多层、多极化等变种也将被一一介绍。 第十四章：阵列天线 阵列天线通过将多个单元天线组合起来，能够获得更高的增益、更窄的波束宽度以及更灵活的波束控制能力。本章将深入研究阵列天线的设计。我们将从最基本的线性阵列开始，分析其单元激励、相位中心以及阵列因子。然后，我们将介绍平面阵列、圆周阵列等更复杂的阵列结构。本章的重点还将放在电子扫描阵列（相控阵）的设计原理，包括移相器、波束形成网络以及其在雷达、通信等领域的应用。 第十五章：天线测量与性能评估 天线设计完成后，准确的测量与评估是必不可少的环节。本章将介绍天线的各项性能指标的测量方法。我们将详细阐述如何测量天线的辐射方向图、增益、效率、阻抗、极化等关键参数。本章还将介绍微波暗室、微波测量系统等测量设备，并讲解实际测量中的注意事项和误差分析。 第十六章：特殊类型天线与应用 本章将介绍一些具有特殊结构或应用的天线，以拓展读者的视野。例如，我们将探讨微波圆极化天线、螺旋天线、偶极子阵列天线在特定应用场景下的优势；还会涉及一些集成天线、多功能天线以及一些新兴的天线技术。 结论 《微波电路与天线（第2版）》旨在为读者提供一个系统、深入的微波工程学习平台。通过对微波电路和天线核心理论的透彻讲解，结合丰富的工程实例和设计方法，本书希望能够激发读者对微波技术的兴趣，培养他们独立分析和解决微波工程问题的能力，为他们在微波通信、雷达、电子战、导航、遥感等相关领域的学习、研究和工作奠定坚实的基础。本书不仅适合于高等院校电子信息工程、通信工程、微波技术等专业的学生，也适用于从事相关领域研究和开发的工程师。我们相信，掌握了本书中的知识，读者将能够更好地理解和驾驭微波世界的奥秘。

评分☆☆☆☆☆

这本书的包装和排版比我想象的要好，纸张的质感很不错，拿在手里感觉很扎实。封面设计也比较简洁大方，虽然我主要关心的是内容，但一个好的外观确实能提升阅读的愉悦感。翻开来，字体大小适中，行距也比较合理，长时间阅读眼睛不容易感到疲劳。印刷方面，字迹清晰，图表也很精细，没有模糊不清的地方，这对于需要看大量公式和图示的工程类书籍来说非常重要。我尤其欣赏它在细节上的处理，比如页眉页脚的设计，以及章节标题的排版，都显得很用心。装订也很牢固，不用担心翻页的时候会散架。总的来说，从书籍本身的物理属性来说，这是一本让人赏心悦目的教材，为接下来的学习打下了良好的物质基础，让我对接下来的内容充满期待。

评分☆☆☆☆☆

我之前是做射频前端设计的，对天线的部分一直觉得有些模糊。拿到这本书后，我迫不及待地翻到了关于天线的部分。让我惊喜的是，它对各种常见天线的原理、特性以及设计方法都有详细的阐述。特别是关于贴片天线和微带天线的介绍，图文并茂，公式推导也清晰易懂，让我对这些天线的结构和工作模式有了更直观的认识。书中还提到了一些关于天线阻抗匹配和辐射效率的优化方法，这正是我们在实际设计中经常遇到的难题。我计划在完成电路部分的学习后，重点攻克天线章节，相信这本书能为我的天线设计能力带来显著提升，解决我在实际工作中遇到的瓶颈问题。

评分☆☆☆☆☆

我是一名刚刚接触微波领域的研究生，这本书的出现简直是雪中送炭。虽然我还没来得及深入研究每一个章节，但仅仅是浏览目录和前言，我就能感受到作者的严谨和用心。书中的概念介绍循序渐进，从最基础的电磁场理论讲起，逐步深入到更复杂的微波电路元件和系统。我特别关注了关于 S 参数的介绍，感觉讲解得非常清晰透彻，而且还提供了很多实际的应用例子，这对于我理解抽象概念非常有帮助。我之前在其他地方找过一些资料，但总觉得不够系统，不成体系。这本书就像一个完整的知识框架，将零散的知识点串联起来，让我能够构建起一个相对完整的微波电路知识体系。我非常期待能够跟着这本书一步一步学习，相信它能帮助我打下坚实的理论基础，为将来的实验和项目做好准备。

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容组织非常合理，逻辑性很强。作者在讲解每个概念时，都会先给出清晰的定义，然后逐步展开解释，并配以大量的图示和公式，这使得抽象的理论变得更容易理解。我最喜欢的一点是，书中很多地方都引用了实际的工程案例，这让我能够将书本知识与实际应用联系起来，而不是死记硬背。例如，在讲解微波滤波器设计时，书中提供了一个实际的腔体滤波器的设计流程，这对我来说非常有启发性。我之前总是觉得书本上的知识离实际应用太远，但这本书打破了我的这种感觉，让我觉得所学知识是有实际价值的。我相信，通过对这本书的学习，我不仅能够掌握微波电路和天线的理论知识，还能培养出解决实际工程问题的能力。

评分☆☆☆☆☆

我是一名资深射频工程师，在工作中有幸接触过不少相关书籍，但这一本《微波电路与天线（第2版）》确实给我留下了深刻的印象。它在现有知识体系的基础上，对一些前沿的微波器件和技术进行了更新和补充，这对于我们这些需要不断学习和跟进技术发展的工程师来说，是非常宝贵的。书中的一些讨论，比如关于高速信号传输在微波电路中的影响，以及一些新型天线材料的应用，都体现了作者对行业发展趋势的敏锐洞察。虽然我并不是从零开始学习，但即便是我，也能从书中获得新的视角和启发。这本书的深度和广度都达到了一个相当高的水平，适合有一定基础的读者进行深入研读，或者作为参考工具书，在遇到具体问题时快速查找相关信息，解决实际难题。