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第1章 概论1

1.1 引言1

1.2 微波及其特点1

1.3 微波通信系统4

1.4 微波传输11

1.5 微波在生活与生产中的应用14

1.6 微波的功率传送、生物效应与安全性17

1.7 微波的研究方法19

习题19

第2章 电磁场与电磁波的基本理论20

2.1 麦克斯韦方程21

2.1.1 麦克斯韦方程的定义21

2.1.2 结构方程22

2.2 时变电磁场的边界条件22

2.3 坡印廷定理24

2.4 动态矢量位和标量位25

2.5 波动方程27

2.6 介质中的平面波28

2.7 自由空间中的平面波32

2.8 导电媒质中的平面波33

2.9 波的极化35

2.9.1 线极化波36

2.9.2 椭圆极化波37

2.9.3 圆极化波37

2.10 媒质边界上的垂直入射均匀平面波38

2.10.1 导体与导体分界面38

2.10.2 介质与介质分界面39

2.10.3 介质与完全导体分界面40

2.11 媒质边界上的斜入射42

习题45

第3章 传输线理论47

3.1 传输线简介47

3.2 传输线方程及其解48

3.2.1 传输线方程48

3.2.2 传输线方程的解49

3.2.3 相速和群速50

3.3 无耗传输线50

3.3.1 无耗传输线50

3.3.2 端接负载的无耗传输线51

3.4 无耗传输线的状态分析56

3.4.1 终端短路的情形56

3.4.2 终端开路的情形56

3.4.3 终端接任意复数阻抗的情形57

3.4.4 具有不同特征阻抗的两段传输线连接59

3.5 有耗传输线60

3.5.1 低损耗传输线60

3.5.2 终端接负载的有耗传输线61

3.5.3 阻抗与传播常数的测量62

3.6 传输线的阻抗匹配66

3.6.1 传输线的阻抗匹配状态67

3.6.2 阻抗匹配的方法67

3.7 Smith圆图68

习题73

第4章 微波波导与微带传输线77

4.1 引言77

4.2 导波原理78

4.3 矩形波导80

4.3.1 TE波和TM波的电磁场分布80

4.3.2 矩形波导的传输特性83

4.3.3 传输功率87

4.3.4 波导的损耗与衰减88

4.3.5 矩形波导尺寸的选择90

4.3.6 波导法兰盘90

4.4 平行平板波导91

4.5 圆形波导94

4.5.1 场方程94

4.5.2 圆形波导的传输特性97

4.5.3 圆形波导的三个主要模式98

4.6 同轴线99

4.6.1 同轴线上电压、电流和传输功率99

4.6.2 耐压最高时的特性阻抗100

4.6.3 传输功率最大时的特性阻抗100

4.6.4 衰减最小时的特性阻抗101

4.7 介质波导101

4.7.1 常用介质波导101

4.7.2 介质板上的表面波102

4.8 带状线103

4.9 微带线105

4.9.1 微带线的基本原理105

4.9.2 有效介电常数、特征阻抗和衰减的计算公式106

4.10 光纤波导107

4.10.1 单模光纤和多模光纤108

4.10.2 光纤的基本参量108

4.10.3 光纤的传输特性109

4.10.4 光纤通信111

习题112

第5章 微波谐振电路114

5.1 谐振回路的基本特性114

5.1.1 谐振回路中的储能114

5.1.2 品质因数与谐振频率115

5.1.3 有载品质因数QL116

5.1.4 输入阻抗116

5.2 传输线谐振电路117

5.2.1 短路传输线117

5.2.2 开路传输线120

5.3 矩形谐振腔121

5.3.1 矩形谐振腔中的振荡模121

5.3.2 矩形谐振腔的谐振波长λ0123

5.3.3 矩形谐振腔的主模TE101123

5.4 圆柱形谐振腔125

5.5 介质谐振腔127

5.6 谐振腔与外电路的耦合128

5.6.1 临界耦合129

5.6.2 缝隙耦合带谐振器130

习题131

第6章 微波网络分析133

6.1 端口网络及模式等效传输线133

6.1.1 端口网络133

6.1.2 模式等效传输线134

6.1.3 单口网络的传输线135

6.2 阻抗参量Z与阻抗矩阵136

6.3 导纳参量Y与导纳矩阵138

6.4 混合参量h与混合矩阵141

6.5 转移参量与转移矩阵143

6.6 散射参量S与散射矩阵146

6.6.1 散射参量与散射矩阵146

6.6.2 双端口网络接外电路分析147

6.7 传输参量T与传输矩阵152

6.8 阻抗、导纳、传输和混合参量的相互转换以及散射参量的变换153

习题156

第7章 阻抗匹配与阻抗变换158

7.1 引言158

7.2 阻抗匹配网络158

7.2.1 L型匹配网络158

7.2.2 T型匹配网络164

7.2.3 II型匹配网络165

7.2.4 Smith圆图阻抗匹配网络设计167

7.3 阻抗变换器170

7.3.1 单节λ/4变换器170

7.3.2 多节λ/4变换器172

7.3.3 反射系数的变换器均匀分布173

7.4 二项式变换器175

7.5 渐变传输线177

7.5.1 指数渐变177

7.5.2 三角形渐变178

7.5.3 K渐变179

7.6 无耗匹配网络的约束条件180

习题182

第8章 滤波器分析与设计184

8.1 滤波器的基本概念184

8.1.1 滤波器的基本形式184

8.1.2 滤波器的功率185

8.1.3 插入损耗185

8.1.4 回波损耗186

8.1.5 群延时186

8.2 镜像参量法187

8.3 插入损耗法190

8.4 滤波器的设计与转换191

8.4.1 巴特沃兹滤波器191

8.4.2 切比雪夫滤波器193

8.4.3 特殊响应滤波器196

8.4.4 滤波器转换196

8.5 滤波器的分析与仿真201

8.5.1 滤波器分析201

8.5.2 滤波器的仿真202

8.6 阻抗和导纳变换器203

8.7 微波滤波器205

8.7.1 理查德变换205

8.7.2 科洛达恒等关系206

习题208

第9章 功率衰减器与功率分配器209

9.1 功率衰减器与功率分配器的技术参数209

9.2 功率衰减器210

9.2.1 T型同阻式衰减器（Z1＝Z2＝Z0）211

9.2.2 II型同阻式衰减器（Z1＝Z2＝Z0）212

9.2.3 异阻式集总参数衰减器212

9.2.4 集总参数衰减器的设计212

9.2.5 应用型衰减器213

9.3 T型（Y型）功率分配器216

9.3.1 无耗分配器217

9.3.2 电阻式功率分配器218

9.4 威尔金生功率分配器219

9.5 电感电容式集总参数比例功率分配器222

9.5.1 电感电容式集总参数功率分配器222

9.5.2 比例型功率分配器223

习题223

第10章 定向耦合器225

10.1 定向耦合器的基本概念225

10.1.1 定向耦合器的两种常用表示符号和常规功率流向225

10.1.2 定向耦合器的表征参量225

10.1.3 定向耦合器的类型226

10.1.4 耦合器的应用和耦合器方向性的测量227

10.2 小孔定向耦合器229

10.2.1 单孔定向耦合器229

10.2.2 多孔定向耦合器231

10.3 耦合线定向耦合器232

10.3.1 耦合线的等效电容网络与特性阻抗的计算232

10.3.2 耦合线定向耦合器的原理234

10.3.3 单节耦合线耦合器235

10.3.4 多节耦合器237

10.4 正交混合网络与180°混合网络238

10.4.1 正交混合网络238

10.4.2 180°混合网络240

10.5 多导体耦合器241

10.6 其他耦合器242

习题244

第11章 振荡器、检波器和混频器247

11.1 RF振荡器248

11.1.1 反馈及基本概念248

11.1.2 振荡器电路分析248

11.2 晶体振荡器252

11.3 微波振荡器253

11.4 微波晶体管振荡器255

11.5 介质谐振器258

11.6 传输线谐振腔振荡器259

11.7 锁相环262

11.8 微波源276

11.8.1 固态源276

11.8.2 微波电子管277

11.9 振荡器特性和测量279

11.9.1 调制带宽279

11.9.2 频率和功率牵引280

11.9.3 相位噪声和抖动281

11.10 检波器285

11.10.1 检波器的工作原理285

11.10.2 小信号检波器287

11.10.3 大信号检波器289

11.11 检波器的设计290

11.12 检波器灵敏度与噪声等效功率293

11.13 混频器的工作原理295

11.14 混频器电路298

11.14.1 单端混频器298

11.14.2 单平衡混频器299

11.14.3 双平衡混频器300

11.14.4 双双平衡混频器301

11.14.5 单端FET混频器302

11.15 混频器的特性参量与测量303

11.15.1 混频器噪声温度比303

11.15.2 噪声因子和噪声系数303

11.15.3 转换损耗和转换增益305

11.15.4 混频器的交调306

11.15.5 谐波抑制306

11.15.6 隔离参数306

11.15.7 RF匹配307

11.15.8 IF匹配307

习题307

第12章 微波放大器311

12.1 RF和微波晶体管放大器特性311

12.1.1 场效应晶体管312

12.1.2 双极结型晶体管314

12.1.3 微波放大器功率增益315

12.1.4 放大器的噪声特性318

12.1.5 稳定性322

12.1.6 非线性特性324

12.1.7 动态范围325

12.2 最大增益放大器设计325

12.3 低噪声放大器设计326

12.4 带宽放大器设计330

12.4.1 带宽放大器设计概述330

12.4.2 分布放大器332

12.4.3 平衡放大器333

12.5 前置放大器设计334

12.5.1 前置放大器的工作原理334

12.5.2 前置放大器的结构336

12.6 功率放大器的设计337

12.6.1 晶体管（BJT）功率放大器的设计338

12.6.2 场效应管（FET）功率放大器的设计342

习题346

第13章 天线348

13.1 天线基础知识348

13.1.1 天线的基本概念348

13.1.2 天线口径349

13.1.3 有效高度349

13.1.4 振荡偶极子产生的场350

13.1.5 天线的场区351

13.1.6 天线发射功率与接收功率的关系352

13.1.7 天线形状及其演变353

13.1.8 波瓣图354

13.1.9 描述天线辐射的相关参量356

13.2 电偶极子和细直天线357

13.2.1 电偶极子357

13.2.2 细直天线359

13.3 环天线360

13.3.1 天线的远场表达式360

13.3.2 辐射效率、品质因数360

13.4 缝隙天线363

13.5 八木天线364

13.6 贴片天线365

13.7 螺旋聚束天线367

13.8 喇叭天线369

13.9 抛物面反射镜天线372

13.10 宽频带天线374

13.11 非频变平面对数螺蜷天线375

13.12 移动通信系统的天线376

13.13 短桩形天线、小型遗传算法天线和小型串联调谐环天线378

13.14 天线的实际应用问题378

习题381

实验一 微波EDA软件的使用384

实验二 微波电路计算机辅助设计CAD软件及传输线匹配的CAD方法388

实验三 微带传输线CAD实验395

实验四 定向耦合器CAD实验398

实验五 功率分配器CAD实验401

实验六 阻抗匹配网络403

实验七 微带线匹配电路408

实验八 功率衰减器411

实验九 低噪声放大器的设计与制作413

实验十 前置放大器415

实验十一 功率放大器417

实验十二 滤波器实验421

实验十三 压控振荡器423

实验十四 锁相环实验426

实验十五 混频器实验429

实验十六 射频发射机433

实验十七 射频接收机436

实验十八 射频天线440

附录A 重要的矢量公式443

附录B 分贝和奈培445

附录C 标准矩形波导主要参数表447

附录D 常用同轴射频电缆特性参数表448

附录E 本书重要的数学公式450

附录F 术语表452

参考文献457