高等學校教材:微波技術基礎

高等學校教材:微波技術基礎 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

全紹輝 編
圖書標籤:
  • 微波技術
  • 微波電路
  • 電磁場與電磁波
  • 高等教育
  • 教材
  • 電子工程
  • 通信工程
  • 微波器件
  • 射頻電路
  • 電磁兼容
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齣版社: 高等教育齣版社
ISBN:9787040315998
版次:1
商品編碼:10620289
包裝:平裝
開本:16開
齣版時間:2011-04-01
頁數:357

具體描述

內容簡介

   《微波技術基礎》所麵嚮的課程是“微波技術”。《微波技術基礎》在內容上充分考慮瞭“微波技術”課程在電子信息工程知識體係中的定位及與先修課程“電路分析”、“電磁場理論”、“信號與係統”的銜接,對三門課程的知識都有進一步延伸、補充和深化。
   緒論介紹瞭微波定義、微波技術定義、發展曆史、學習的必要性和重要性、課程定位、內容安排、微波的一些特點和應用。第一章電磁場和電磁波基礎是對先修課程“電磁場理論”相關知識針對微波技術學習要求的總結和提煉。第二章傳輸綫理論、第三章波導理論、第四章微波網絡、第五章微波元件是《微波技術基礎》的核心和特色內容,完整、係統、詳細地講授瞭微波技術基礎理論。第六章微帶傳輸綫定位於前五章基礎概念、理論針對實際工程應用的一個實例,以此作為全書總結,可進一步拓展與後續課程及科研工程實踐接軌的專題。
   《微波技術基礎》編寫特彆注意瞭全書知識體係的係統性、完整性、科學性、教學適用性、規範性、易讀性。全書符號規範、講授思路清晰,並配有循序漸進、針對性強的例題、習題(附部分習題答案),非常適閤初學者閱讀。
   《微波技術基礎》可作為高等學校電子信息類、通信工程類等專業本科生的“微波技術”課程教材,也可供電磁、射頻、微波、天綫等專業的教師、研究生、科研和工程技術人員參考。

目錄

緒論
0.1 什麼是微波
0.2 什麼是微波技術
0.3 為什麼要學習微波技術
0.3.1 “長”綫
0.3.2 波“導”
0.3.3 “魔”T
0.4 課程定位
0.5 課程內容及安排
0.6 微波的一些特點和應用
0.6.1 定嚮性強和抗乾擾
0.6.2 電路的分布參數特徵
0.6.3 穿透性
0.6.4 熱效應和生物效應
0.6.5 似光性
0.6.6 波粒二象性
0.6.7 微波輻射和散射測量
第一章 電磁場和電磁波基礎
本章導讀
引言
1.1 電磁學基本物理量
1.2 電磁學場定律
1.2.1 自由空間場定律
1.2.2 物質中場定律
1.3 邊界條件
1.3.1 自由空間邊界條件
1.3.2 不同物質交界麵邊界條件
1.3.3 電壁和磁壁
1.4 本構關係和歐姆定律
1.4.1 自由空間
1.4.2 簡單媒質和理想介質
1.4.3 廣義綫性媒質
1.5 波動方程
1.6 場量、本構關係、方程、邊界條件的復數形式
1.6.1 場量的復數形式
1.6.2 復數本構關係、復數歐姆定律、復數電磁參量
1.6.3 場定律的復數形式
1.6.4 邊界條件的復數形式
1.7 波數和波阻抗
1.8 均勻平麵波
1.8.1 自由空間中的波
1.8.2 理想介質中的波
1.8.3 導電媒質中的波
1.8.4 良導體中的波
1.8.5 沿任意方嚮傳播的波
1.9 傳播特性
1.9.1 相速度和相波長
1.9.2 群速度和群延遲
1.9.3 媒質色散
1.10 平麵波的反射和摺射
1.10.1 垂直極化波或橫電波
1.10.2 平行極化波或橫磁波
1.10.3 全反射
1.10.4 全摺射
1.11 坡印亭定理
1.12 唯一性定理
本章總結
習題
第二章 傳輸綫理論
本章導讀
引言
2.1 基本概念和理論
2.1.1 微波傳輸綫
2.1.2 長綫和短綫
2.1.3 集總參數和分布參數
2.2 傳輸綫方程及通解
2.2.1 長綫微元dz的集總參數電路模型
2.2.2 傳輸綫方程及解
2.2.3 端口條件
2.2.4 解的物理意義
2.3 傳輸綫一次特徵量:分布參量
2.3.1 分布電感
2.3.2 分布電容
2.3.3 分布電阻
2.3.4 分布電導
2.4 傳輸綫二次特徵量:傳播特性參量
2.4.1 傳播常數、衰減常數、相位常數
2.4.2 相速度、相波長
2.4.3 特性阻抗
2.5 工作狀態參量
2.5.1 反射係數
2.5.2 輸入阻抗和導納
2.5.3 駐波參量
2.6 行波
2.7 駐波
2.7.1 終端短路
2.7.2 終端開路
2.7.3 終端接純電抗性負載
2.8 行駐波
2.9 傳輸功率
2.9.1 功率
2.9.2 功率容量
2.9.3 效率
2.10 傳輸綫例題
2.10.1 傳播特性參量的計算和轉換
2.10.2 已知終端負載求其他工作狀態參量
2.10.3 已知駐波參量求其他工作狀態參量
2.10.4 包含信號源的問題
2.10.5 多支節串聯和並聯問題
2.11 史密斯圓圖
2.11.1 歸一化阻抗和導納
2.11.2 等反射係數圓
2.11.3 阻抗圓圖
2.11.4 導納圓圖
2.11.5 阻抗圓圖和導納圓圖的轉換
2.12 圓圖例題
2.12.1 已知終端負載阻抗求其他工作狀態參量
2.12.2 已知駐波參量求其他工作狀態參量
2.12.3 阻抗和導納的轉換
2.12.4 已知輸入阻抗求傳輸綫長和負載阻抗
2.12.5 負載和傳輸綫的匹配
2.13 阻抗匹配
2.13.1 波源匹配和負載匹配
2.13.2 λ/4匹配器
2.13.3 單支節匹配器
2.13.4 雙支節匹配器
2.13.5 三支節匹配器
2.14 有耗傳輸綫
2.14.1 低耗傳輸綫
2.14.2 傳輸綫色散和無畸變傳輸綫
本章總結
習題
第三章 波導理論
第四章 微波網絡
第五章 微波元件
第六章 微帶傳輸綫
附錄
主要參考文獻
部分習題答案

微波的奇妙世界:從理論到應用的全麵探索 本書旨在為廣大科技愛好者、工程師以及相關專業學生提供一個深入瞭解微波世界的窗口。我們不局限於高校教材的固定框架,而是以更加廣闊的視野,全麵、係統地剖析微波的本質、特性、産生、傳輸、控製及其在現代科技和社會生活中的關鍵應用。本書力求內容詳實、講解透徹,讓讀者在掌握基礎理論的同時,更能領略微波技術的魅力及其對我們生活産生的深遠影響。 第一章:微波的誕生與基礎概念 本章將帶領讀者迴顧微波技術發展簡史,從早期理論的萌芽到如今的蓬勃發展,梳理其重要的裏程碑事件。我們將深入淺齣地解釋“微波”這一概念的內涵,明確其在電磁波譜中的位置,並與其他波段進行對比,闡述其獨特的頻率範圍和波長特性。 電磁波理論迴顧: 簡要迴顧麥剋斯韋方程組的核心思想,強調電磁波的産生機製和傳播規律。 微波的定義與頻譜: 詳細介紹微波的頻率範圍(通常指300 MHz 到 300 GHz),以及不同頻段(如L波段、S波段、C波段、X波段、Ku波段、Ka波段等)的命名和特點。 微波的物理特性: 探討微波的幾個關鍵物理特性,例如其穿透性(對非金屬材料)、反射性(對金屬)、吸收性(對某些介質)、衍射性以及能量集中的能力。我們將分析這些特性如何決定瞭微波技術的應用方嚮。 與可見光、射頻波的比較: 對比微波與其他電磁波段的異同,例如與可見光在成像和通信方麵的差異,與射頻波在廣播電視和短波通信方麵的區彆,突齣微波的獨特性。 第二章:微波的産生與激勵 微波的産生是其應用的基礎。本章將詳細介紹實現微波産生的主要技術和器件,包括真空電子器件和固體電子器件兩大類。 真空電子器件: 速調管 (Klystron): 闡述其工作原理,包括速度調製和能量轉換過程,以及其在大功率微波係統中的應用,例如雷達和粒子加速器。 行波管 (TWT): 介紹其行波耦閤機製,如何與電子束相互作用産生放大效應,以及其在衛星通信、電子對抗等領域的重要性。 磁控管 (Magnetron): 重點講解其在産生高功率微波方麵的獨特優勢,例如在微波爐和雷達係統中的應用。 迴鏇管 (Gyrotron): 介紹其在高頻率、大功率微波産生方麵的潛力,以及在聚變能研究等前沿領域的應用。 固體電子器件: 微波晶體管: 介紹場效應晶體管(FET)和雙極晶體管(BJT)在微波頻率下的工作特性,以及它們在低噪聲放大器(LNA)、功率放大器(PA)等電路中的應用。 微波二極管: 講解點接觸二極管、肖特基二極管、變容二極管等在混頻、檢波、倍頻和調諧等方麵的作用。 微波集成電路 (MIC) 與單片微波集成電路 (MMIC): 介紹這些高度集成化的微波器件,它們如何將多個微波功能集成到同一襯底上,實現小型化、高性能化。 第三章:微波的傳輸與導引 微波能量如何在空間中高效傳輸是微波工程中的重要課題。本章將聚焦於微波傳輸綫理論和微波波導技術。 微波傳輸綫理論: 集總參數與分布參數: 解釋微波頻率下,導綫的寄生效應(電感、電容)不可忽略,需要采用分布參數模型來描述。 傳輸綫的構成與特性參數: 介紹同軸綫、帶狀綫、微帶綫等常見微波傳輸綫的基本結構,以及其特性阻抗、傳播常數、損耗等關鍵參數。 反射與駐波: 詳細講解阻抗失配導緻的反射現象,以及傳輸綫上形成的駐波模式,引入電壓駐波比(VSWR)的概念。 匹配網絡: 介紹如何利用阻抗匹配網絡(如匹配片、匹配腔、λ/4變換器等)來減小反射,實現最大功率傳輸。 微波波導: 波導的結構與工作原理: 介紹金屬空腔波導(矩形波導、圓波導)的結構,以及微波能量如何在其中以電磁場模式傳播,強調其截止頻率的概念。 不同傳輸模式 (TE, TM, TEM): 解釋不同電磁場模式在波導中的傳播特性,主模和高次模的區彆,以及在實際應用中的選擇。 波導的優點與缺點: 分析波導在傳輸高功率微波、低損耗方麵的優勢,以及其體積大、難以彎麯等局限性。 微波器件在波導中的應用: 討論諸如定嚮耦閤器、環形器、隔離器、衰減器等微波器件如何在波導係統中實現信號的耦閤、隔離、衰減等功能。 第四章:微波的控製與處理 微波信號的産生和傳輸之後,還需要對其進行有效的控製和處理,以滿足各種應用需求。本章將深入探討各種微波控製和處理器件。 微波濾波器: 濾波器的功能與類型: 介紹濾波器在選頻、濾除乾擾方麵的作用,以及低通、高通、帶通、帶阻等基本類型。 分布參數濾波器: 重點講解基於微帶綫、帶狀綫等傳輸綫實現的分布式濾波器,例如耦閤綫濾波器、枝節濾波器等。 諧振腔濾波器: 介紹利用微波諧振腔構建的濾波器,以及其在高Q值、高選擇性方麵的優勢。 微波開關與調製器: 微波開關: 介紹固態開關(PIN二極管、MESFET開關)、波導開關等,用於信號的導通、截止或切換。 微波調製器: 講解幅度調製(AM)、頻率調製(FM)、相位調製(PM)等在微波信號中的實現方式,例如利用變容二極管、PIN二極管等。 微波振蕩器與倍頻器: 微波振蕩器: 介紹如何利用負阻器件(如隧道二極管)或反饋網絡實現微波信號的自激振蕩,例如TRAPATT振蕩器、IMPATT振蕩器。 微波倍頻器: 講解利用非綫性器件(如肖特基二極管)將低頻微波信號轉換為高頻信號,用於頻率閤成。 微波功率閤成與分配: 功率閤成器: 介紹如何將多個低功率微波信號閤並成一個高功率信號,例如使用Wilkinson功率分配器/閤成器。 功率分配器: 介紹如何將一個高功率微波信號分割成多個低功率信號,用於多路輸齣。 第五章:微波測量與測試 精確的微波測量是微波係統設計、製造和調試的關鍵。本章將介紹微波測量的重要參數和常用測試儀器。 關鍵測量參數: 頻率測量: 介紹頻率計、頻譜分析儀等測量微波信號頻率的儀器。 功率測量: 講解功率計、熱電偶功率計、二極管功率計等測量微波功率的原理和應用。 S參數測量: 重點介紹S參數(散射參數)的概念,它如何錶徵微波網絡(如放大器、濾波器)的綫性特性,以及矢量網絡分析儀(VNA)的工作原理。 噪聲係數測量: 講解噪聲係數對接收機性能的重要性,以及相關的測量方法和儀器。 失真測量: 介紹功率壓縮點、三階互調失真(IMD3)等參數,以及如何使用頻譜分析儀等設備進行測量。 常用微波測試儀器: 頻譜分析儀: 詳細介紹其在信號頻譜分析、功率測量、雜散信號檢測等方麵的強大功能。 矢量網絡分析儀 (VNA): 闡述其在S參數測量、阻抗測量、駐波比測量等方麵的核心作用。 信號發生器: 介紹其産生各種頻率、功率、調製方式的微波信號,用於測試。 噪聲係數測試儀: 講解其專門用於測量接收機噪聲係數的儀器。 功率計: 介紹其用於精確測量微波功率的多種類型。 第六章:微波技術的廣泛應用 微波技術已經深入到我們生活的方方麵麵,本章將聚焦於其在各個領域的關鍵應用。 通信領域: 衛星通信: 介紹微波在地麵站與衛星之間的通信,例如電視廣播、互聯網接入。 微波接力通信: 講解中繼站之間通過微波束傳輸信號,實現遠距離通信。 移動通信(4G/5G/6G): 闡述微波(特彆是毫米波)在基站與終端之間的無綫通信中的關鍵作用,以及其在高帶寬、低延遲方麵的優勢。 無綫局域網 (Wi-Fi): 解釋2.4 GHz 和 5 GHz 頻段的Wi-Fi信號如何利用微波技術實現無綫數據傳輸。 雷達技術: 雷達原理: 介紹雷達發射微波脈衝,通過接收目標反射的迴波來探測目標的位置、速度和大小。 雷達的應用: 涵蓋軍事雷達(預警、跟蹤)、氣象雷達(降雨監測)、民用雷達(航空管製、交通監控)、SAR(閤成孔徑雷達)等。 廣播電視: 地麵數字電視廣播: 介紹微波在傳輸高清電視信號中的應用。 直播衛星電視: 解釋衛星信號如何通過微波傳輸到用戶傢中。 醫療領域: 微波成像: 介紹利用微波穿透生物組織的能力進行無創成像,用於早期癌癥檢測等。 微波治療: 講解微波加熱效應在物理治療、腫瘤消融等方麵的應用。 醫學診斷: 例如微波生物傳感器在檢測生物標記物中的應用。 工業應用: 微波加熱: 詳細介紹微波爐的工作原理,以及工業微波加熱在食品加工、材料乾燥、化工反應等方麵的應用,例如高效、節能、選擇性加熱。 微波等離子體: 介紹微波激發等離子體技術在材料處理、錶麵改性、環保等領域的應用。 非破壞性檢測 (NDT): 闡述微波在檢測材料內部缺陷、結構完整性方麵的作用。 科研與軍事: 粒子加速器: 介紹微波在提供加速場能量方麵的作用。 電子對抗 (ECM/ECCM): 闡述微波在乾擾和反乾擾技術中的博弈。 先進雷達係統: 例如相控陣雷達、有源電子掃描陣列(AESA)雷達。 高功率微波武器: 簡要提及微波技術的潛在軍事應用。 第七章:微波技術的發展趨勢與挑戰 本章將展望微波技術未來的發展方嚮,以及當前麵臨的挑戰。 嚮更高頻率發展: 探索毫米波、太赫茲波段的潛力,以獲得更大的帶寬和更高的分辨率。 小型化與集成化: 推動微波集成電路(MMIC)和射頻前端模塊(RF Front-end Module)的進一步發展,實現設備的小型化和低成本化。 智能化與軟件定義: 結閤人工智能和軟件無綫電技術,實現微波係統的智能化控製和靈活配置。 新材料與新工藝: 探索新型材料(如低損耗介質、高性能半導體材料)和先進製造工藝在微波器件中的應用。 能源效率與可持續性: 關注微波技術的能耗問題,開發更節能的器件和係統。 頻譜資源管理: 隨著微波應用的不斷擴展,頻譜資源的稀缺性日益凸顯,需要更有效的頻譜分配和共享策略。 安全性與隱私: 探討微波通信和傳感技術可能帶來的安全和隱私問題,並尋求解決方案。 本書通過上述章節的循序漸進的闡述,旨在為讀者構建一個全麵、深入的微波技術知識體係。我們希望通過本書,讀者不僅能夠理解微波的科學原理,更能感受到微波技術如何以前所未有的力量塑造著我們所處的現代世界,並對其未來的發展充滿期待。

用戶評價

評分

評價三 這本書的內容深度和廣度都令人贊嘆。它不僅涵蓋瞭微波技術的核心概念,還觸及瞭許多前沿的研究方嚮,讓我對這個領域有瞭更全麵的認識。我在閱讀關於非綫性微波電路的章節時,被作者對器件模型和分析方法的講解所摺服。他能夠將復雜的非綫性行為用清晰的數學模型來描述,並輔以實際的仿真結果作為驗證,這種嚴謹的學術態度讓我受益匪淺。此外,書中對電磁場與微波器件相互作用的解釋也十分到位,讓我能夠從根本上理解不同器件的工作原理。例如,對於微波濾波器,書中不僅介紹瞭其基本原理,還深入探討瞭不同類型濾波器的設計方法和性能特點,這對於我後續的學習和研究具有極大的指導意義。雖然有些章節的內容對我來說還有些挑戰,但我相信通過反復研讀和思考,我一定能夠掌握其中的精髓。

評分

評價一 這本書真的是讓我大開眼界,雖然我之前對微波技術隻有模糊的概念,但通過這本書,我仿佛踏入瞭一個全新的世界。書中的講解邏輯非常清晰,從最基礎的電磁波原理開始,循序漸進地引導讀者理解微波的産生、傳播以及應用。特彆是關於傳輸綫理論的部分,作者用非常形象的比喻和圖示,將那些抽象的數學公式變得易於理解。我曾經對阻抗匹配、駐波比這些概念感到頭疼,但看完這章後,我不僅理解瞭它們的物理意義,還能運用所學知識解決實際問題。而且,書中還涉及到很多實際的工程案例,比如微波器件的設計、微波測量技術等,這些內容讓我看到瞭理論知識如何轉化為實際生産力,極大地激發瞭我深入學習的興趣。即使是那些我之前認為非常睏難的章節,作者也用耐心和細緻的態度進行瞭講解,讓我覺得學習的過程是愉悅的,而不是一種煎熬。這本書的排版也很舒適,字體大小適中,圖錶清晰,閱讀體驗極佳,讓我能夠長時間地沉浸在知識的海洋中。

評分

評價四 這本書以一種非常獨特的方式引導我探索微波技術的奧秘。它不像我之前接觸過的很多理論書籍那樣,上來就羅列一大堆公式,而是通過生動形象的描述和貼近生活的例子,讓我逐漸建立起對微波世界的感知。特彆是關於微波器件的介紹,作者並沒有僅僅停留在理論層麵,而是詳細講解瞭每個器件的物理結構、工作原理以及在不同場景下的應用,讓我覺得這些器件不再是冷冰冰的符號,而是有血有肉、功能各異的“魔法工具”。我曾對微波功率放大器的效率問題感到睏惑,但書中對不同放大器類型以及提高效率的策略的詳細闡述,讓我豁然開朗。這本書的語言風格非常親切,仿佛一位老朋友在和我分享他的知識,讓我能夠輕鬆地吸收和理解。它不僅教會瞭我“是什麼”,更教會瞭我“為什麼”和“怎麼用”。

評分

評價五 這本書的價值在於其紮實的理論基礎和廣泛的應用視野。它係統地梳理瞭微波技術的發展脈絡,從基礎的麥剋斯韋方程組齣發,逐步引申到各種微波器件和係統的分析與設計。我特彆欣賞書中關於微波測量技術的部分,它詳細介紹瞭各種測量儀器的工作原理和使用方法,以及如何通過測量來評估微波電路的性能。這對於我進行實驗和工程實踐至關重要。此外,書中對微波通信係統和雷達係統的分析也讓我印象深刻。它不僅講解瞭係統的基本構成和工作原理,還探討瞭各種性能指標和優化方法,讓我對這些復雜的係統有瞭更深入的理解。雖然我是一名初學者,但這本書的係統性讓我能夠建立起一個完整的知識框架,為我未來的深入學習奠定瞭堅實的基礎。這本書的編排嚴謹,內容翔實,是任何想要深入瞭解微波技術的讀者不可多得的寶藏。

評分

評價二 作為一名即將步入微波工程領域的學生,我嘗試瞭市麵上不少教材,但《微波技術基礎》無疑是最讓我驚喜的一本。它並沒有枯燥地堆砌公式和理論,而是巧妙地將物理學、數學和工程實踐融為一體。我尤其欣賞作者在講解微波電路和網絡分析時所采用的方法,通過S參數的介紹,讓我能夠以一種更直觀的方式理解微波器件之間的相互作用。書中的許多例子都來源於實際的微波係統,比如雷達、衛星通信等,這些鮮活的案例讓我更深刻地體會到微波技術在現代社會中的重要性。我曾在一篇關於相控陣天綫的論文中遇到過一些理解上的障礙,但迴過頭來翻閱這本書,找到瞭非常詳盡的講解,幫助我茅塞頓開。這本書不僅僅是一本教材,更像是一位經驗豐富的導師,時刻在我學習的道路上指引方嚮。它教會我的不僅僅是知識,更是一種解決問題的思維方式和對微波世界的敬畏之心。

評分

好。。。。。。。。。。。

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價格實惠,便宜,非常不錯~

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買來當參考資料還是不錯的

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買來當參考資料還是不錯的

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物流很棒!

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微波技術基礎,內容很好,正在學習

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物流很棒!

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書沒問題,就是課本。

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物流很棒!

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