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目录 1

0绪论 1

0.1微波的范围 1

0.2微波的优点 2

0.3微波的应用 2

0.4本书的结构 4

0.5对读者的建议 5

1电磁场概述 7

1.1引言 7

1.2时变电磁场方程组和媒质的本构关系 7

1.3谐变电磁场方程组和媒质的本构关系 9

1.4边界条件 11

1.5坡印亭定理 14

1.5.1时变场的坡印亭定理 14

1.5.2谐变场的坡印亭定理 14

1.6惟一性定理 16

1.7等效源和广义电磁场方程组 18

1.8对偶性 19

1.9波动方程 20

1.10矢量位和标量位 21

1.11反作用和互易定理 23

1.12等效原理和镜像定理 25

1.12.1 等效原理 25

1.12.2镜像定理 26

习题 27

2.2传输线波动方程和它的解 28

2.2.1传输线波动方程 28

2传输线理论 28

2.1 引言 28

2.2.2波动方程的解 30

2.2.3相速和波长 31

2.3阻抗与驻波 32

2.3.1反射系数 32

2.3.2输入阻抗与输入导纳 33

2.3.3输入阻抗与输入导纳的另一种表示式 34

2.3.4传输线的工作状态 35

2.3.5驻波参量 37

2.3.6阻抗的周期性和1/4波长倒置性 38

2.4史密斯圆图 39

2.4.1阻抗圆图 39

2.4.2导纳圆图 44

2.4.3阻抗匹配 46

2.5功率衰减与噪声 51

2.5.1无耗传输线上的功率关系 51

2.5.2有耗传输线 52

2.5.3负载的噪声功率 53

2.5.4有耗传输线的噪声温度 54

2.6包含信号源和负载的传输线电路 57

2.6.1归一化电压与归一化电流 57

2.6.2简单完整的传输线电路的形式解 58

2.6.3匹配的基本概念 60

2.7.1分布参数高速数字电路的特征参数 61

2.7传输线电路中信号的时域分析 61

2.7.2 s域传输线波动方程和它的解 64

2.7.3简单传输线电路负载端时域信号的形式解 67

2.7.4负载端时域信号的形式解应用举例 71

习题 75

3导波与波导 80

3.1 引言 80

3.2.1直接法求解 81

3.2规则金属波导的一般理论 81

3.2.2纵向场分量和横向场分量的关系 82

3.2.3TE波、TM波和TEM波的特点 84

3.2.4导波的坡印亭矢量 86

3.2.5空心金属波导内不存在TEM波 86

3.3矩形金属波导 87

3.3.1矩形波导的通解 87

3.3.2矩形波导中的力线图 91

3.3.3矩形波导的色散方程与k空间 93

3.3.4矩形波导中导波的相速和群速 97

3.3.5矩形波导中的传输功率与储能 99

3.3.6矩形波导的衰减 101

3.3.7矩形波导的导体壁电流 104

3.4金属圆波导 105

3.4.1圆波导的通解 105

3.4.2圆波导中的力线图 111

3.4.3圆波导的色散方程 113

3.5同轴线与平行双线 113

3.5.1同轴线中的TEM波 113

3.5.2同轴线中的TE波和TM波 116

3.5.3同轴线TEM波的等效电路 118

3.5.4平行双线 120

3.6传输线理论的推广 122

3.6.1 TE波和TM波的传输线理论 122

3.6.2多导体传输线电报方程 126

3.7带线和微带线 128

3.7.1带线 128

3.7.2微带线 130

3.7.3均匀介质填充的耦合传输线的奇偶模 135

3.7.4耦合带线 138

3.7.5耦合微带线 139

3.8介质波导 143

3.8.1相位匹配 143

3.8.2对称薄膜介质波导 145

3.9光纤简介 150

3.10激励耦合 151

3.10.1源对场的激励准则 152

3.10.2激励耦合举例 153

习题 156

4微波网络 159

4.1引言 159

4.2微波网络的几个定理 160

4.2.1微波网络的坡印亭定理 160

4.2.2微波网络的互易定理 161

4.2.3微波网络的电抗定理 162

4.3.1非归一化阻抗矩阵和导纳矩阵 164

4.3阻抗矩阵和导纳矩阵 164

4.3.2归一化阻抗矩阵和导纳矩阵 165

4.3.3阻抗矩阵和导纳矩阵的性质 167

4.4散射矩阵 169

4.4.1散射矩阵和散射参量的意义 169

4.4.2散射矩阵的性质 169

4.4.3参考面移动后的散射矩阵 171

4.4.4散射矩阵与阻抗导纳矩阵的关系 172

4.5二端口网络 173

4.5.1二端口网络的各种矩阵 173

4.5.2二端口网络的散射矩阵 177

4.5.3二端口等效单元电路 179

4.5.4对称二端口网络的本征值和本征矢 185

4.6网络的连接 188

4.6.1网络的串联 188

4.6.2网络的并联 189

4.6.4网络的并串联 190

4.6.3网络的串并联 190

4.6.5网络的级联 192

4.7微波信号通过微波电路的分析方法 193

4.7.1含n端口网络电路的形式解 193

4.7.2微波电路的等效电源波定理 195

4.7.3微波电路的信流图 199

4.7.4微波信号通过二端口网络 202

习题 206

附录式（4.7.25）、式（4.7.26）和式（4.7.29）的推导 208

5.1引言 211

5无源微波电路 211

5.2匹配负载 212

5.3波导接头和同轴接头 213

5.4短路器 213

5.5衰减器 215

5.5.1吸收式矩形波导衰减器 215

5.5.2截止式衰减器 216

5.5.3旋转极化式衰减器 217

5.6模式抑制器 218

5.7.1 E—T和H—T分支 219

5.7波导T形分支 219

5.7.2无耗互易三端口网络的性质 221

5.8微带线功分器与合成器 223

5.9魔T 225

5.9.1从波导双T到魔T 225

5.9.2魔T的应用 227

5.10定向耦合器的机理、技术指标和分析方法 231

5.10.1定向耦合器的简单机理 231

5.10.3对称理想定向耦合器的散射矩阵 233

5.10.2定向耦合器的技术指标 233

5.10.4应用奇偶模理论分析定向耦合器 234

5.11微带线定向耦合器 239

5.11.1微带耦合线定向耦合器 239

5.11.2微带分支线定向耦合器 241

5.11.3变阻的微带分支线定向耦合器 244

5.11.4微带环形定向耦合器 248

5.12圆极化器 251

5.13旋转对称五端口结 253

5.14六端口结及其应用 255

5.15铁氧体器件 257

5.15.1铁氧体的张量导磁率 257

5.15.2铁氧体的标量导磁率 258

5.15.3矩形波导场移式隔离器 259

5.15.4矩形波导谐振式隔离器 261

5.15.5对称Y形环行器 262

5.16.1谐振腔的基本参数 264

5.16谐振腔 264

5.16.2矩形腔 266

5.16.3圆柱腔 269

5.16.4同轴腔 271

5.16.5微带谐振腔 273

5.16.6介质谐振腔 274

5.16.7谐振腔的激励耦合 286

5.16.8腔体微扰与谐振频率的变化 288

5.17微波滤波器 291

5.17.1微波滤波器的工作特性 292

5.17.2低通原型滤波器 295

5.17.3频率变换 301

5.17.4电感与电容的微波实现 307

5.17.5微波低通滤波器 313

5.17.6倒置变换器 318

5.17.7变形低通原型 320

5.17.8微波带通滤波器 321

5.17.9微波带阻滤波器 330

习题 333

6有源微波电路 336

6.1 引言 336

6.2微波晶体管放大器 336

6.2.1微波晶体管 337

6.2.2微波晶体管放大器的增益 347

6.2.3微波晶体管放大器的稳定性 348

6.2.4微波晶体管放大器的噪声系数 353

6.2.5微波低噪声放大器设计 356

6.2.6微波功率放大器 358

6.3微波混频器 360

6.3.1肖特基势垒二极管 360

6.3.2非线性电导混频的机理 363

6.3.3混频器电路 365

6.3.4混频器的噪声系数 369

6.3.5接收机噪声系数 371

6.4微波振荡器 373

6.4.1微波振荡器的种类与特性 373

6.4.2微波晶体管振荡器 374

6.4.3雪崩二极管振荡器 377

6.4.4体效应二极管振荡器 381

习题 384

7天线 386

7.1 引言 386

7.2辐射场 387

7.2.1 电流源和磁流源的矢量位 387

7.2.2电偶极子辐射场 390

7.3.1辐射方向图 392

7.3天线的基本参数（一） 392

7.3.2天线立体角 395

7.3.3方向性 396

7.3.4增益 397

7.3.5天线的极化 398

7.3.6天线的输入阻抗 400

7.4天线的基本参数（二） 401

7.4.1天线的互易性 401

7.4.2极化损失因子 402

7.4.3天线有效面积 404

7.4.4天线有效面积与天线方向性的关系 405

7.4.5天线的噪声温度 406

7.5振子天线 410

7.5.1对称振子 410

7.5.2折叠振子 412

7.5.3对称转换器 413

7.6.1二元阵 415

7.6阵列天线 415

7.6.2 N元线阵 417

7.6.3自阻抗与互阻抗 418

7.7口面天线 419

7.7.1 口面天线辐射场的计算方法 419

7.7.2口面天线辐射场计算举例 421

7.8抛物面天线 425

7.8.1旋转抛物面天线 426

7.8.2卡塞格伦天线 428

习题 430

8电波传播 432

8.1引言 432

8.2地球及其近地空间 432

8.3电波传播的各种方式 434

8.4 自由空间传输损失 436

8.5对流层对微波传播的影响 437

8.5.1对流层的参数和标准大气 437

8.5.2对流层对微波的折射 438

8.5.3大气对微波的衰减 441

8.5.4降水的退极化效应 442

8.6 电波传播的菲涅耳区 443

8.6.1惠更斯－菲涅耳原理 443

8.6.2 自由空间的菲涅耳区 446

8.7地面对微波传播的影响 448

8.7.1视线距离 448

8.7.2平地面的菲涅耳区 449

8.7.3地面的反射和散射 449

8.7.4考虑地面影响的路径损失 449

8.8电离层中的电波传播 450

9微波工程系统 453

9.1 引言 453

9.2卫星通信的微波子系统 453

9.2.1卫星通信微波子系统框图 453

9.2.2卫星通信线路增益损耗图 454

9.2.3卫星通信信噪比 458

9.2.4卫星天线 459

9.2.5地球站天线系统 460

习题 461

附录Ⅰ 物理常数 462

附录Ⅱ 矢量微分算子 462

Ⅱ.1直角坐标 462

附录 462

Ⅱ.2圆柱坐标 463

Ⅱ.3球坐标 463

附录Ⅲ矢量恒等式 463

Ⅲ.1加法和乘法 463

Ⅲ.3积分 464

Ⅲ.2微分 464

附录Ⅳ 常用同轴射频电缆 465

附录Ⅴ 矩形与扁矩形波导 465

附录Ⅵ 半导体材料 466

Ⅵ.1能带论和晶体 466

Ⅵ.2费米能级 470

Ⅵ.3本征半导体和掺杂半导体 471

Ⅵ.4漂移电流 473

参考文献 474