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傅文斌 著

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出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111434597

商品编码：29728448547

包装：平装

出版时间：2013-08-01

基本信息

书名：微波技术与天线

定价：38.00元

作者：傅文斌

出版社：机械工业出版社

出版日期：2013-08-01

ISBN：9787111434597

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：大16开

商品重量：0.581kg

编辑推荐

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内容提要

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《微波技术与天线（第2版）/普通高等教育“十一五”*规划教材·国家精品课程教材》主要介绍电磁场、微波技术与天线的基本理论、基本概念、基本技术和基本分析方法。《微波技术与天线（第2版）/普通高等教育“十一五”*规划教材·国家精品课程教材》共分8章，包括电磁场理论基础、微波传输线、规则波导和空腔谐振器、无源微波器件、电磁辐射理论基础、线天线、面天线及几个专题简介。每章附有数量的具有启发性、工程性的例题和习题。为适应课程体系改革的需要，编者将原电磁场与电磁波课程和微波技术与天线课程的内容进行了精选、整合，新增了介绍光导纤维、雷达散射截面、计算电磁学、基于MATLAB的虚拟实验等反映学科发展的新内容。
　　《微波技术与天线（第2版）/普通高等教育“十一五”*规划教材·国家精品课程教材》可作为高等工科院校电子信息类各专业本科生的教材，也可供从事雷达、通信、电子对抗工程技术的科研人员阅读和参考

目录

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第2版前言
版前言
绪论

章电磁场理论基础
1.1矢量分析
1.1.1矢量和矢量场
1.1.2矢量的代数运算
1.1.3矢量场的散度
1.1.4矢量场的旋度
1.1.5标量场的梯度
1.1.6亥姆霍兹定理
1.2麦克斯韦方程和边界条件
1.2.1麦克斯韦方程的一般形式
1.2.2麦克斯韦方程的复数形式
1.2.3边界条件
1.3基于麦克斯韦理论的静态场描述
1.3.1静电场方程
1.3.2恒定电场方程
1.3.3恒定磁场方程
1.4电磁场的波动方程、坡印廷定理和性定理
1.4.1电磁场的波动方程
1.4.2坡印廷定理
1.4.3性定理
1.5动态矢量位和标量位
1.5.1时变场的位函数
1.5.2滞后位
1.5.3基本电振子的滞后位
1.6理想介质中的SUPW
1.6.1波动方程的SUPW解
1.6.2SUPW的传播特性
1.6.3SUPW的极化特性
1.7SUPW的反射和折射
1.7.1对理想导体平面的垂直入射
1.7.2对理想介质分界面的垂直入射
1.7.3对导电媒质分界面的垂直入射
1.7.4对理想介质分界面的斜入射
学习提示
思考题和习题

第2章微波传输线
2.1长线的概念
2.1.1长线的定义
2.1.2长线的分布参数效应
2.1.3长线的分布参数
2.1.4均匀无耗长线的定义
2.2传输线方程及其解
2.2.1传输线的等效电路
2.2.2传输线方程的推导
2.2.3传输线方程的解
2.2.4传输线的特性参量
2.3输入阻抗、反射系数和驻波比
2.3.1输入阻抗和输入导纳
2.3.2反射系数
2.3.3驻波比和行波系数
2.3.4几个重要关系式
2.3.5用工作参数描述传输线的工作状态
2.4均匀无耗传输线的工作状态
2.4.1行波状态
2.4.2驻波状态
2.4.3行驻波状态
2.5传输线的阻抗匹配
2.5.1阻抗匹配的概念
2.5.2λ/4阻抗变换器
2.5.3宽带λ/4阻抗变换器
2.5.4支节匹配器
2.5.5渐变线匹配器
2.6有耗传输线
2.6.1均匀有耗传输线方程及其解
2.6.2几种常见的均匀有耗传输线
2.6.3表示有耗传输线损耗的几种方法
2.7微带线
2.7.1标准微带线
2.7.2平行带条耦合微带线
2.7.3带状线及其尺寸选择
学习提示
思考题和习题

第3章规则波导和空腔谐振器
3.1矩形波导——一般分析
3.1.1矩形波导中的TM波
3.1.2矩形波导中的TE波
3.1.3几点讨论
3.2矩形波导——TE10模
3.2.1TE10模的场结构
3.2.2TE10模的传输特性
3.2.3TE10模的壁电流分布
3.2.4TE10模的传输功率和功率容量
3.2.5TE10模的等效阻抗
3.2.6高次波型
3.2.7激励与耦合
3.3圆波导
3.3.1贝塞尔函数
3.3.2圆波导的一般分析
3.3.3圆波导中的常用波型
3.4空腔谐振器
3.4.1一般概念
3.4.2矩形谐振腔
3.4.3圆柱形谐振腔
3.4.4环形谐振腔
3.4.5电容加载同轴谐振腔
学习提示
思考题和习题

第4章无源微波器件
4.1微波网络基础
4.1.1概述
4.1.2二口网络的网络参量
4.1.3二口网络参量的应用
4.1.4多口网络及其化简
4.2匹配元件和连接元件
4.2.1匹配元件
4.2.2连接元件
4.3分路元件
4.3.1单T接头
4.3.2魔T接头
4.3.3折叠双T接头
4.4定向耦合器
4.4.1定向耦合器的主要参数
4.4.2同轴型定向耦合器
4.4.3波导型单孔定向耦合器
4.4.4波导型十字缝定向耦合器
4.5三分贝电桥
4.5.1二分支三分贝电桥
4.5.2三分支三分贝电桥
4.5.3环形三分贝电桥
4.5.4三分贝电桥的应用
4.6微波衰减器和滤波器
4.6.1微波衰减器
4.6.2微波滤波器
4.6.3微波周期性结构简介
4.7微波铁氧体器件
4.7.1概述
4.7.2铁氧体的张量磁导率
4.7.3微波铁氧体的正负圆极化磁导率
4.7.4SUPW在无耗均匀铁氧体中的传播
4.7.5隔离器
4.7.6环行器
4.7.7移相器
4.7.8磁调滤波器
学习提示
思考题和习题

第5章电磁辐射理论基础
5.1概述
5.2基本辐射单元
5.2.1基本电振子的辐射
5.2.2基本磁振子的辐射
5.2.3基本缝隙的辐射
5.2.4惠更斯面元的辐射
5.3发射天线的主要参数
5.3.1天线的输入阻抗
5.3.2方向性图
5.3.3方向性系数、效率和增益
5.3.4工作频带宽度
5.4接收天线
5.4.1天线接收电磁波的物理过程
5.4.2天线方向性的互易原理
5.4.3接收天线的等效电路和大输出功率
5.4.4接收天线的有效接收面积
学习提示
思考题和习题

第6章线天线
6.1对称振子
6.1.1对称振子的辐射场
6.1.2对称振子的辐射功率、辐射电阻和方向性系数
6.1.3对称振子的输入阻抗
6.1.4对称振子的馈电
6.2离散元直线阵
6.2.1离散元直线阵的辐射场及方向图乘积定理
6.2.2二元阵
6.2.3均匀直线阵
6.2.4均匀直线阵的方向性分析
6.2.5不等幅馈电边射直线阵
6.3地面对天线性能的影响
6.3.1镜像法
6.3.2理想地面对天线方向性的影响
6.3.3实际地面对天线方向性的影响
6.4几种常见的线天线
6.4.1折合振子
6.4.2引向天线
6.4.3对数周期天线
6.4.4螺旋天线
6.5平面阵列天线
6.5.1阵列天线的组成与馈电
6.5.2阵列天线的方向性
6.5.3阵列天线的主瓣宽度和方向性系数
学习提示
思考题和习题

第7章面天线
7.1口径面的辐射
7.1.1平面口径远区辐射场的一般公式
7.1.2口径面的大方向性系数和面积利用系数
7.1.3同相矩形口径面的辐射
7.1.4同相圆形口径面的辐射
7.1.5口径场的相位分布对辐射场的影响
7.2抛物面天线
7.2.1旋转抛物面的几何特性
7.2.2抛物面天线的辐射场
7.2.3抛物面天线的馈源
7.2.4馈源偏焦对方向性的影响
7.2.5产生特殊波束的抛物面天线
7.3喇叭天线
7.3.1H面扇形喇叭天线
7.3.2E面扇形喇叭天线
7.3.3角锥喇叭天线
学习提示
思考题和习题

第8章电磁场的几个专题
8.1光导纤维
8.1.1一般概念
8.1.2模式分析
8.1.3传输参量
8.1.4突变型弱导光纤中的线偏振解
8.1.5光纤的色散和像差
8.2雷达截面积
8.2.1一般概念
8.2.2电磁场积分方程
8.2.3雷达截面积的频率特性
8.2.4RCS问题举例
8.2.5RCS研究与雷达对抗
8.3计算电磁学
8.3.1有限差分法
8.3.2有限元法
8.3.3矩量法
8.4基于MATLAB的虚拟实验
8.4.1场景式图形界面
8.4.2动画模块举例
8.4.3综合举例
思考题和习题

附录
附录A圆柱坐标系和球坐标系
附录B常用的矢量公式

作者介绍

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文摘

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序言

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《微波技术与天线》—— 深入探索电磁波的奥秘与应用 在浩瀚的科技领域中，有一门学科以其独特的魅力和广泛的应用，深深地影响着我们现代生活的方方面面，它便是电磁波技术。而在这门学科的璀璨星河中，《微波技术与天线》无疑是一颗耀眼的明星，它为我们揭示了微波这一神秘而强大的能量波的本质，以及与之紧密相连的天线这一信息传输的“耳朵”和“嘴巴”的精妙设计。本书的诞生，旨在为所有对微波世界充满好奇的求知者，提供一个全面、深入且易于理解的探索路径。 本书的独特之处与价值所在 《微波技术与天线》并非一本泛泛而谈的科普读物，也不是一本晦涩难懂的专业教材。它以一种恰到好处的平衡，兼顾了理论的严谨性和实践的指导性。本书的价值，体现在以下几个方面： 1. 系统性的知识构建： 从最基础的电磁波理论出发，逐步深入到微波的产生、传播、接收等各个环节，再到天线的原理、设计、优化，构建了一个完整而系统的知识体系。读者可以通过阅读本书，清晰地把握微波技术发展的脉络和核心要素。 2. 深厚的理论基础： 书中深入剖析了电磁场理论、麦克斯韦方程组等微波领域的基础理论，并结合大量的公式和推导，帮助读者从根本上理解微波的物理本质。同时，也对各种微波器件和天线的性能参数、工作原理进行了详尽的阐释。 3. 丰富的实践案例： 理论知识的掌握固然重要，但脱离实践的理论是苍白的。《微波技术与天线》精选了大量在实际应用中具有代表性的微波技术和天线设计案例，例如雷达系统、卫星通信、移动通信基站、微波加热设备等。通过对这些案例的分析，读者能够更直观地理解理论知识如何转化为实际应用，并从中获得解决实际工程问题的灵感。 4. 前沿技术的展望： 科技的进步日新月异，微波技术也不例外。本书在内容中，也对当前微波技术和天线领域的一些前沿发展方向进行了展望，例如新材料的应用、智能天线的发展、高频段的探索等，帮助读者保持对行业最新动态的关注。 5. 易于理解的表达方式： 尽管涉及复杂的理论和公式，但本书的撰写风格力求清晰明了，避免了过于专业化的术语堆砌。作者通过大量的类比、图示和表格，将抽象的概念具体化，使得即使是初学者也能循序渐进地掌握。 核心内容深度解析 本书的内容涵盖了微波技术与天线的广阔天地，以下将对其中几个关键部分进行更详细的介绍： 第一篇：微波基础理论与产生 电磁波的本质： 这一章节将带领读者回顾并深入理解电磁波的基本概念，包括电场、磁场、电磁波的产生、传播速度、波长、频率等基本属性。我们将从麦克斯韦方程组这一电磁学基石出发，阐释其在微波领域的关键作用，理解为什么微波能够以如此高的频率传播。 微波的频谱与特性： 详细介绍微波在电磁波谱中的位置，以及其相对于低频电磁波所具有的独特优势和劣势。我们将探讨微波的穿透性、定向性、带宽等特性，这些特性决定了微波在通信、探测等领域的不可替代性。 微波的产生与放大： 了解微波是如何产生的，是掌握微波技术的前提。本书将详细介绍多种微波产生器件，如微波二极管、微波三极管、速调管、磁控管、行波管等，并分析它们的工作原理、优缺点以及适用范围。同时，也会介绍微波放大器的原理，如参量放大器、低噪声放大器等，它们在微弱信号的接收中扮演着至关重要的角色。 第二篇：微波传播与传输线 微波的传播介质： 微波在空气、真空、介质材料中的传播特性存在显著差异。本章将深入探讨微波在不同介质中的传播模型，如自由空间传播、地波、天波等，并分析影响传播的各种因素，如衰减、反射、折射、衍射等。 微波传输线理论： 微波信号的传输需要专门的传输线来引导。本书将详细讲解各种类型的微波传输线，包括同轴线、带状线、微带线、波导等。我们将深入剖析它们的特性阻抗、损耗、截止频率等关键参数，以及如何通过这些传输线有效地传输微波信号，并解决信号失配带来的反射问题。 微波网络与阻抗匹配： 微波电路的性能很大程度上取决于各部分的阻抗是否匹配。本章将介绍微波网络的基本概念，包括散射参数（S参数）等，并重点讲解阻抗匹配的原理和方法，如使用匹配网络、阻抗变换器等，以实现最大功率传输和最小信号反射。 第三篇：天线基础理论与分类 天线的基本概念： 天线是微波通信的“灵魂”所在，它负责将电信号转换为电磁波辐射出去，或将接收到的电磁波转换为电信号。本章将介绍天线的基本功能、参数，如方向图、增益、效率、极化、带宽等，并阐释这些参数对天线性能的影响。 辐射原理： 深入探究电磁波是如何从天线辐射出去的。我们将从电流元辐射模型出发，推导并理解不同天线结构的辐射特性，理解天线的指向性和辐射功率的分布。 经典天线类型： 本书将详细介绍各种经典的天线类型，并分析它们的结构、工作原理、优缺点及应用场景。包括： 振子天线： 如半波长振子、偶极子、单极子天线，它们是很多复杂天线的基础。 线天线： 如八木天线，凭借其高增益和良好方向性，在早期通信和雷达领域得到广泛应用。 孔径天线： 如喇叭天线、抛物面天线，它们具有很高的增益和定向性，是卫星通信和雷达的主要选择。 微带天线： 随着印刷电路技术的发展而兴起，具有轻便、低成本、易于集成等优点，广泛应用于移动通信和航空航天领域。 阵列天线： 通过组合多个单元天线，可以实现更优化的方向性、增益和波束控制，是现代雷达和通信系统的核心。 第四篇：天线设计与优化 天线设计的关键要素： 介绍在进行天线设计时需要考虑的各项因素，包括工作频率、带宽要求、增益需求、方向性图样、极化方式、阻抗匹配、物理尺寸限制、环境影响等。 数值计算与仿真方法： 随着计算能力的提升，数值计算和电磁场仿真软件成为现代天线设计不可或缺的工具。本书将介绍常用的天线设计仿真软件，如HFSS、CST等，并讲解如何利用这些软件进行天线模型的建立、参数优化和性能预测。 天线性能的测量与测试： 理论计算和仿真结果需要通过实际测量来验证。本章将介绍天线性能测试的基本方法和设备，如方向图测量、增益测量、阻抗测量等，以及测试过程中需要注意的事项。 抗干扰与隐身技术： 在现代复杂电磁环境中，天线的抗干扰能力和隐身性能也日益重要。本书将探讨一些提高天线抗干扰能力的技术，如滤波、信号处理等，并介绍雷达隐身天线的基本原理和设计思路。 第五篇：微波技术与天线的应用 通信领域： 详细介绍微波技术和天线在各种通信系统中的应用，包括： 移动通信： 讲解手机、基站天线的设计原理，以及5G、6G等新一代移动通信技术对天线性能提出的更高要求。 卫星通信： 介绍卫星通信系统中使用的各种天线，如抛物面天线、相控阵天线，以及它们在数据传输、电视广播等方面的作用。 微波点对点通信： 介绍在长距离通信中使用的微波中继站和定向天线。 雷达系统： 探讨微波技术和天线在雷达系统中的核心作用，包括目标探测、测距、测速、目标识别等。我们将介绍不同类型的雷达天线，如脉冲多普勒雷达、合成孔径雷达等，以及它们在军事、气象、航空等领域的广泛应用。 导航与定位： 介绍微波技术在GPS、北斗等导航系统中的应用，以及天线在接收卫星信号中的作用。 遥感与探测： 探讨微波遥感技术，例如微波成像、土壤湿度测量、植物生长监测等，以及用于这些目的的专用天线。 微波加热与工业应用： 介绍微波加热在食品工业、化工、医疗等领域的应用，以及工业微波炉中使用的磁控管和波导等关键技术。 科学研究： 提及微波技术在射电天文学、粒子加速器等科学研究领域的重要作用。 本书的读者对象 《微波技术与天线》适合以下人群阅读： 高等院校电子信息工程、通信工程、自动化等专业的学生： 本书可以作为教材的补充读物，帮助学生更深入地理解课堂知识，并为毕业设计和未来研究打下坚实基础。 从事微波、射频、通信、雷达、航空航天等领域工作的工程师和研究人员： 本书能够帮助他们系统性地回顾和深化相关理论知识，了解最新的技术发展，并在实际工作中解决遇到的问题。 对电磁波和天线技术充满兴趣的科技爱好者： 本书以一种相对易懂的方式，带领读者走进微波的奇妙世界，激发其探索未知的好奇心。 结语 《微波技术与天线》是一扇通往微波世界的大门，它不仅揭示了电磁波的奥秘，更展示了人类如何利用这些看不见的能量，构建起现代社会高效、便捷的信息传输网络。本书的编写，倾注了作者的知识与心血，希望能以其严谨的理论、详实的案例和清晰的讲解，为每一位读者带来一次富有启发和收获的阅读体验。在未来的科技发展中，微波技术与天线无疑将继续扮演着举足轻重的角色，而本书，将是您探索这个精彩领域的忠实伙伴。

评分☆☆☆☆☆

我是一个负责系统集成和测试的工程师，在验收供应商提供的射频模块时，经常需要验证其性能指标是否达标。过去，我主要依赖测试设备和标准文档，但对背后的原理知之甚少，总感觉心里没底。翻阅《微波技术与天线》后，我的视角彻底改变了。书中关于驻波比（VSWR）、回波损耗（Return Loss）的测量原理和误差分析部分，写得极其透彻。它不仅告诉你怎么测，更告诉你为什么这个测量值会受环境、电缆特性等因素影响。更重要的是，关于天线方向图的分析，书中给出了非常实用的解读方法，让我不再是简单地看图上的几个峰值和旁瓣电平，而是能真正理解这些参数对整个通信链路的影响。这本书极大地提升了我的测试和验证工作的深度和准确性，让我能够更有效地与设计团队进行技术对话，极大地提高了故障排查的效率。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，这本书的排版和插图设计稍微有点传统，看起来不那么“花哨”，但内容本身的厚重感和知识密度绝对是顶级的。它非常注重基础理论与现代应用的结合，这一点做得比我读过的其他几本同类书籍都要出色。例如，在介绍有源电路（如低噪声放大器）的噪声分析时，作者并没有停留在简单的噪声系数计算上，而是引入了非线性效应，讨论了如何在高功率输入下维持良好的噪声性能。此外，书中对现代天线阵列（如相控阵）的原理介绍，虽然篇幅不长，但逻辑清晰，为进一步深入学习提供了极佳的起点。这本书更像是一本参考手册和学术著作的完美结合体，它不会主动去迎合读者的惰性，而是要求读者付出相应的努力，但一旦你跨过了最初的门槛，你会发现它所提供的回报是极其丰厚的，它构建的知识体系非常稳固，足以支撑未来十年的技术发展需求。

评分☆☆☆☆☆

我一个电子信息专业的研究生，最近在做毕业设计，方向是毫米波雷达。说实话，一开始我对天线设计完全是一头雾水，感觉那个领域充满了复杂的数学公式和抽象的电磁场概念。抱着试试看的心态找了这本《微波技术与天线》，没想到它竟然成了我的救星。书里的语言风格非常友好，它不像某些学术著作那样高冷，而是更像一位经验丰富的导师在娓娓道来。比如讲解偶极子天线和贴片天线的辐射特性时，作者用了大量的类比和图示，把原本晦涩的物理现象变得直观易懂。我特别喜欢它在章节末尾设置的“工程实践思考”环节，这些小小的提示往往能点拨出我在设计中容易忽略的关键点。通过这本书，我不仅搞明白了不同天线的优缺点，更重要的是，我学会了如何根据具体应用场景去选择和优化天线参数。它把理论与实践的桥梁搭得非常稳固，让我从一个纯粹的理论学习者，快速成长为一个能动手解决实际问题的初级设计者。

评分☆☆☆☆☆

这本《微波技术与天线》真是一本让人大开眼界的书。我是一个射频工程师，平时工作主要接触的是通信系统的底层设计，对天线部分的理解总觉得有些飘忽不定。读完这本书，我感觉自己对电磁波的传播特性、传输线理论有了更扎实的基础。书里对微波工程中的几个核心概念，比如史密斯圆图的应用、阻抗匹配的设计思路，讲解得极其细致入微，甚至连推导过程都清晰可见，不像有些教材那样只是给出公式，让人摸不着头脑。尤其让我印象深刻的是它对各种常用微波元器件（如功分器、耦合器）的原理分析，那种深入到结构层面的剖析，让我对如何优化这些器件的性能有了新的认识。我记得有一章专门讲了无源器件的损耗分析，那部分内容简直是实战宝典，让我回去马上调整了手头项目中的一个放大器设计，效果立竿见影。这本书的深度和广度兼顾得非常好，对于初学者来说，可能需要一些耐心啃下来，但对于我们这些需要不断精进技术的工程师来说，绝对是案头必备的工具书，它提供的知识深度远超我预期的教科书标准。

评分☆☆☆☆☆

作为一名资深无线电爱好者，我接触过市面上各种“快速上手”的微波入门读物，它们大多浅尝辄止，停留在电路板布局和基本参数介绍的层面。然而，《微波技术与天线》这本书的境界完全不同，它更像是一部严谨的“微波物理学”专著。它对麦克斯韦方程组在特定边界条件下的解法进行了详尽的阐述，这才是理解一切微波现象的根本。我惊喜地发现，即便是那些看似简单的传输线特性，书中也追溯到了其背后的场分布和能量传输机制。书中的数学推导非常完整和严谨，虽然读起来需要时间静下心来，但一旦理解了推导过程，那些复杂的S参数、传输系数自然而然就内化于心了。这本书的价值不在于教你如何快速搭一个电路，而在于帮你建立起一个坚不可摧的理论框架，让你在面对任何新奇的微波器件或结构时，都能迅速洞察其本质规律，这种能力比记住任何一套公式都宝贵得多。