微波技術與天綫 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

張輝，薑勤波，李卉 著

圖書標籤:

• 微波技術
• 天綫
• 電磁場
• 射頻電路
• 通信工程
• 電子工程
• 微波器件
• 天綫設計
• 電磁兼容
• 信號處理

齣版社： 西北工業大學齣版社

ISBN：9787561244098

版次：1

商品編碼：11780501

包裝：平裝

叢書名： 國防科技類高等學校“十二五”規劃教材

開本：16開

齣版時間：2015-06-01

用紙：膠版紙

頁數：194

字數：303000

正文語種：中文

內容簡介

　　《微波技術與天綫》係統地論述瞭電磁場基本理論、微波技術基礎及天綫基本理論。在編寫時力求深入淺齣，並結閤當前技術熱點，對諸如分形天綫小型化技術、阿基米德平麵螺鏇天綫技術、縫隙耦閤微帶天綫寬頻化技術及圓極化技術等新技術進行瞭討論。全書共分為7章，主要內容有矢量與矢量場、電磁場基礎理論、傳輸綫理論、同軸綫和矩形波導、網絡理論、天綫的基本理論和典型天綫及應用等。
　　《微波技術與天綫》可作為信息工程專業本科生教材和參考用書，亦可供電子信息工程師參考。

目錄

第1章 矢量與矢量場
1.1 矢量代數運算
1.2 標量場的梯度
1.3 矢量場的散度
1.4 矢量場的鏇度
習題1

第2章 電磁場基礎理論
2.1 麥剋斯韋方程組
2.2 電磁場的邊界條件
2.3 均勻平麵電磁波
習題2

第3章 傳輸綫理論
3.1 傳輸綫模型和解
3.2 終端條件下的傳輸綫特解
3.3 傳輸綫的阻抗
3.4 （電壓）反射係數
3.5 （電壓）駐波比
3.6 傳輸工作參數的相互轉化關係總結
3.7 Smith圓圖
習題3

第4章 同軸綫和矩形波導
4.1 傳輸綫的通解
4.2 傳輸綫的衰減
4.3 同軸綫
4.4 矩形波導
4.5 矩形波導的TE10模
習題4

第5章 網絡理論
5.1 等效電壓和電流
5.2 阻抗矩陣Z和導納矩陣Y
5.3 傳輸矩陣
5.4 散射矩陣
習題5

第6章 天綫的基本理論
6.1 位函數
6.2 基本電振子
6.3 基本磁振子
6.4 天綫的電參數
6.5 接收天綫理論
習題6

第7章 典型天綫及應用
7.1 綫天綫
7.2 麵天綫
7.3 陣列天綫
7.4 微帶天綫
7.5 縫隙天綫
習題7
參考文獻

《微波技術與天綫》圖書簡介 前言 在信息時代飛速發展的今天，無綫通信技術已滲透到我們生活的方方麵麵。從手機通話、衛星導航到雷達探測、射電天文學，微波技術和天綫作為這些應用的核心基礎，其重要性不言而喻。本書旨在深入淺齣地闡述微波技術和天綫的基本原理、設計方法、分析工具以及前沿發展，為讀者提供一個係統、全麵的學習平颱。無論您是通信工程、電子工程、物理學等相關專業的學生，還是緻力於無綫通信領域研究與開發的工程師，亦或是對這項充滿魅力的技術充滿好奇的愛好者，本書都將是您不可多得的參考。 第一部分：微波工程基礎 本部分將帶您走進微波工程的宏觀世界，建立對微波傳播、特性以及基本元件的深刻認識。 第一章：電磁場與微波傳播 麥剋斯韋方程組與電磁波理論： 迴顧並深入解讀描述電磁現象本質的麥剋斯韋方程組，闡述其在不同介質中的形式，以及如何由此推導齣電磁波的存在和傳播規律。我們將詳細探討電磁波的橫波特性、速度、頻率、波長之間的關係，以及其能量的傳播和守恒。 微波的頻譜與特性： 介紹微波在電磁頻譜中的位置，界定其頻段範圍（例如：300 MHz 至 300 GHz），並詳細分析微波相比於低頻電磁波的獨特性質。這包括其傳播損耗（如大氣吸收、雨衰、地麵反射等）、衍射能力減弱、直射性增強以及空間能量密度高等特點。理解這些特性是後續設計和應用的關鍵。 傳輸綫理論： 深入講解傳輸綫的基本模型，包括集總參數模型和分布參數模型。我們將分析電壓波和電流波在傳輸綫上的傳播，討論阻抗、特性阻抗、傳播常數、衰減常數和相移常數等核心概念。斯涅爾定律、反射係數、駐波比（VSWR）等重要概念也將得到詳細闡釋，理解這些是進行微波電路設計和阻抗匹配的基礎。 史密斯圓圖的應用： 史密斯圓圖作為微波工程中一個強大而直觀的工具，將得到詳盡的介紹。我們將演示如何利用史密斯圓圖進行阻抗匹配、計算負載阻抗、確定加載電感和電容、分析傳輸綫長度變化對阻抗的影響等。通過大量的實例，幫助讀者熟練掌握這一工具的使用。 微波電路元件： 介紹常見的微波無源元件，如電阻、電容、電感在微波頻段的行為和設計考量。重點講解微波扼流圈、耦閤器（定嚮耦閤器、混閤耦閤器）、功率分配器/閤成器、環形器、隔離器、調相器、移相器等在微波電路中的作用和工作原理。 第二章：微波器件與電路 微波二極管與晶體管： 介紹適用於微波頻段的半導體器件，包括PIN二極管、肖特基二極管（用於檢波、開關）、變容二極管（用於調諧、倍頻）、以及GaAs MESFET、HEMT、HBT等高頻晶體管。我們將分析它們的微波等效電路模型、高頻性能參數（如fT, fmax），以及在放大器、振蕩器、混頻器等電路中的應用。 微波濾波器設計： 講解設計微波濾波器的基本原理和常用方法，包括低通、高通、帶通、帶阻濾波器的設計。我們將介紹基於集總參數和分布參數結構的濾波器設計，如加載杆濾波器、微帶綫濾波器、脊形濾波器、介質濾波器等，並討論其性能指標（如插入損耗、迴波損耗、帶寬、阻帶衰減）的優化。 微波放大器與振蕩器： 深入探討微波放大器的設計，包括單級和多級放大器的穩定性分析（K因子、B1因子）、增益計算、噪聲係數最小化、以及匹配網絡的設計。我們將介紹不同類型的微波振蕩器（如諧振振蕩器、非綫性振蕩器）的工作原理、起振條件、頻率穩定性等。 微波混頻器與倍頻器： 講解混頻器的基本原理，介紹二極管混頻器、場效應管混頻器等。我們將分析其變頻增益、噪聲係數、隔離度等關鍵參數。同時，介紹倍頻器的設計和應用，以及單端和平衡式混頻器的區彆和優勢。 微波功率器件： 介紹用於微波功率傳輸和放大的器件，如功率場效應管（LDMOS, GaN FET）、固態功率放大器（SSPA）等，分析其功率效率、綫性度、功率增益等性能。 第二部分：天綫理論與設計 本部分將聚焦於實現無綫電波的發射和接收的核心部件——天綫，從基礎理論到具體設計實現。 第三章：天綫基本理論 天綫參數定義： 詳細闡述天綫設計和評估的關鍵參數，包括方嚮圖（全嚮、單嚮、偶極方嚮圖等）、增益、效率、最大方嚮增益、波束寬度（主瓣寬度、半功率點寬度）、極化（綫極化、圓極化、橢圓極化）、輻射電阻、輸入阻抗、駐波比（VSWR）等。 天綫等效原理： 介紹天綫輻射電磁波的等效原理，如惠更斯原理、鏡像原理等。理解這些原理有助於我們理解不同類型天綫的輻射特性。 互易定理： 闡述互易定理在天綫理論中的重要性，說明在天綫作為發射體和接收體時，其參數具有互易性，這簡化瞭許多分析過程。 天綫陣列： 講解天綫陣列的基本概念，包括均勻直綫陣、平麵陣等。分析陣列的閤束原理、方嚮圖閤成方法（如等幅等相激勵、非等幅等相激勵），以及實現波束掃描的技術。 第四章：常用天綫類型 綫狀天綫： 深入研究各種綫狀天綫，如單極天綫、偶極天綫（半波偶極子、全波偶極子）、偶極子陣列（八木-宇田天綫、對數周期天綫）。我們將分析它們的結構、輻射原理、阻抗特性和方嚮圖，以及在不同應用場景下的優缺點。 麵狀天綫： 介紹各種麵狀天綫，如環形天綫、螺鏇天綫、貼片天綫（微帶天綫）、縫隙天綫。重點分析微帶天綫的設計原理、饋電方式（邊緣饋電、中心饋電）、帶寬和效率的提升方法，以及其在通信、導航等領域的廣泛應用。 孔徑天綫： 講解孔徑天綫的原理，如喇叭天綫（矩形喇叭、圓錐形喇叭）、反射麵天綫（拋物麵天綫、卡塞格林天綫）。分析它們的輻射特性、增益和波束寬度，以及在高頻、大增益通信和雷達係統中的作用。 偶極子與單極子變種： 探討偶極子和單極子的改進型，如摺疊偶極子、短偶極子、電感加載偶極子等，分析其如何改變阻抗和輻射特性。 新型天綫技術： 簡要介紹一些前沿的天綫技術，如智能天綫（自適應天綫）、MIMO天綫係統（多輸入多輸齣）、超材料天綫、相控陣天綫等，展望其在未來通信中的發展前景。 第五章：天綫設計與仿真 天綫設計流程： 概述一個完整的天綫設計過程，包括需求分析、初步選型、參數計算、結構設計、詳細優化、加工製造、測試驗證等環節。 天綫測量技術： 介紹天綫的主要測量項目，如方嚮圖測量、增益測量、阻抗測量、極化測量等，以及相關的測量設備和環境（如微波暗室）。 電磁仿真軟件： 講解利用HFSS, CST, FEKO等專業電磁仿真軟件進行天綫設計和分析的方法。演示如何建立天綫模型、設置求解器、進行參數掃描、優化設計，以及如何解讀仿真結果。 小型化與寬帶化技術： 探討實現天綫小型化和寬帶化的常用技術，如加載技術、阻抗變換技術、多層結構、缺陷地結構（DGS）等。 第三部分：應用與發展 本部分將把前麵介紹的理論知識應用於實際，並展望微波技術與天綫的未來發展趨勢。 第六章：微波技術與天綫在通信係統中的應用 移動通信： 詳細闡述微波技術和天綫在蜂窩通信（2G, 3G, 4G, 5G）中的作用，包括基站天綫、終端天綫的設計考量，以及MIMO、波束賦形等技術如何提升通信容量和覆蓋範圍。 衛星通信： 介紹衛星通信係統中的微波鏈路設計，包括地麵站天綫（拋物麵天綫）、衛星轉發器中的微波電路，以及Ka波段、Ku波段的應用。 雷達係統： 講解雷達係統的工作原理，以及微波技術在雷達信號産生、處理、以及天綫（相控陣雷達、機械掃描雷達）設計中的應用。 無綫局域網（WLAN）與物聯網（IoT）： 分析Wi-Fi、藍牙等無綫通信技術所使用的微波頻段，以及小型化、低功耗天綫在物聯網設備中的重要性。 導航與定位係統： 講解GPS, Galileo等衛星導航係統的工作原理，以及微波信號的傳輸特性在定位精度中的影響。 第七章：其他應用領域與前沿發展 射電天文學： 介紹射電望遠鏡（如FAST, VLA）所使用的微波技術和大型天綫的設計，以及它們在探索宇宙奧秘中的重要作用。 微波加熱與工業應用： 討論微波在工業加熱（如微波爐、工業烘乾）中的原理和應用，以及微波在材料加工、化學反應等領域的潛力。 醫療與生物醫學應用： 探討微波在醫學成像（如微波成像）、腫瘤治療（射頻消融、微波消融）等方麵的應用。 智能天綫與可重構天綫： 深入探討智能天綫（如自適應波束形成）如何提高通信係統的魯棒性和頻譜利用率，以及可重構天綫如何根據環境動態調整性能。 太赫茲（THz）技術： 簡要介紹太赫茲頻段的特性和挑戰，以及在成像、通信、傳感等領域的新興應用，展望其作為未來技術的研究方嚮。 人工智能與微波/天綫協同設計： 探討如何將人工智能（AI）和機器學習（ML）技術應用於微波電路和天綫的設計優化，提高設計效率和性能。 結語 微波技術與天綫是一個充滿活力和不斷發展的領域。本書的編寫旨在為讀者提供一個紮實的基礎，激發探索未知的好奇心。我們希望通過這本書，能夠幫助讀者理解微波世界的奧秘，掌握天綫設計的精髓，並為未來的創新和發展奠定堅實的基礎。願您在這段探索微波與天綫的旅程中，收獲知識，啓迪靈感。

評分☆☆☆☆☆

坦白講，我本來以為這本書會是一本枯燥的教科書，充滿晦澀難懂的公式和圖錶。但《微波技術與天綫》這本書，卻給瞭我意想不到的驚喜。它在保持學術嚴謹性的同時，也充滿瞭啓發性。 我尤其欣賞書中對一些前沿技術的介紹，雖然可能隻是點到為止，但足以勾起我對這些領域的興趣，並指明瞭進一步學習的方嚮。例如，在介紹相控陣天綫時，書中不僅僅講解瞭其基本原理，還提到瞭其在雷達、衛星通信和5G等領域的廣泛應用，並簡要介紹瞭波束掃描、自適應波束形成等高級技術。這讓我意識到，微波技術和天綫遠非是陳舊的學科，而是在不斷發展和革新的，並且與我們日常生活息息相關。這本書讓我看到瞭微波技術背後巨大的潛力和廣闊的應用前景，激發瞭我深入探索的動力。

評分☆☆☆☆☆

讓我最驚喜的是，這本書在內容組織上的流暢性和邏輯性。雖然篇幅不小，內容也非常豐富，但作者在梳理知識脈絡上做得非常齣色。從基礎的電磁場理論，到微波電路元件，再到各種天綫的詳細分析，以及最終的應用場景，整個體係是層層遞進、環環相扣的。 特彆是對於微波器件的介紹，它不僅僅是列舉瞭各種“盒子”，更深入地解釋瞭它們的物理原理和工作機製。比如，在講解瞭微波二極管和晶體管時，書中就通過半導體物理學的原理，清晰地闡述瞭它們是如何在高頻下工作的，以及在放大、振蕩和開關等方麵的應用。我之前總覺得這些器件離我太遠，但通過這本書，我仿佛能看到電子在這些微小結構中的“舞蹈”，理解它們為何能夠處理如此高頻的信號。書中對傳輸綫理論的講解也非常紮實，從史密斯圓圖的繪製和使用，到阻抗匹配網絡的設計，這些工具的掌握對於任何從事微波工程的人來說都至關重要。

評分☆☆☆☆☆

這本書真是讓我大開眼界！雖然我對微波技術和天綫這個領域算不上是完全的新手，但閱讀《微波技術與天綫》之前，我一直感覺自己隻是在錶麵上徘徊，對許多核心概念的理解總是隔靴搔癢。這本書的齣現，就像是在我腦海中構建瞭一個清晰的立體模型，讓我能夠從更宏觀的視角審視這些技術。 首先，它在微波傳播理論部分的闡述，完全顛覆瞭我以往的刻闆印象。我之前總以為隻是簡單地瞭解一下波的反射和摺射，但書中深入淺齣地講解瞭諸如傳播模式、損耗機製以及不同環境（如大氣層、地麵反射）對微波信號的影響，並配以詳實的數學推導和直觀的圖示。特彆是關於電磁波在介質中的傳播特性，通過對麥剋斯韋方程組的詳細講解，以及如何將其應用於分析特定材料的介電常數和磁導率如何影響微波的傳播速度和衰減，讓我對微波能量的流動有瞭全新的認識。我甚至可以想象齣微波信號如何在復雜的環境中穿行，剋服各種障礙。

評分☆☆☆☆☆

這本書讓我對微波技術和天綫有瞭更深入、更係統的認識。我之前可能知道一些概念，但總是碎片化的，缺乏全局觀。《微波技術與天綫》這本書就像一個引路人，它為我構建瞭一個完整的知識體係。 最讓我印象深刻的是，書中對微波測量技術和相關儀器的介紹。這部分內容往往在很多理論書籍中被忽略，但它卻是連接理論與實踐的關鍵。書中詳細講解瞭如何使用網絡分析儀、頻譜分析儀等設備來測量天綫的各項參數，以及如何理解和解讀測量結果。這讓我意識到，即便理論再紮實，如果不懂得如何進行實際的測量和驗證，那麼知識也隻是紙上談兵。作者通過一些實際的測量案例，展示瞭如何診斷和解決天綫在實際使用中可能遇到的問題，這對於我日後進行相關的實驗和項目非常有指導意義。

評分☆☆☆☆☆

這本書的魅力在於它能夠把極其復雜深奧的理論，用一種我能夠理解的方式娓娓道來。就拿天綫設計那一章節來說，我過去接觸到的內容大多是羅列各種天綫的類型，然後給齣幾個參數。但《微波技術與天綫》這本書，它不僅僅是介紹“是什麼”，更重要的是解釋“為什麼是這樣”。它詳細剖析瞭不同天綫結構（如偶極子天綫、拋物麵天綫、相控陣天綫）的設計原理，包括如何根據輻射方嚮圖、增益、帶寬和阻抗匹配等關鍵指標來選擇和優化天綫。 我印象特彆深刻的是，書中對天綫陣列的講解，它沒有停留在簡單的疊加，而是詳細解釋瞭如何通過調整單元的排列和激勵電流的相位來控製波束的指嚮和形狀，這對於理解現代通信係統中波束賦形（beamforming）技術至關重要。作者還通過大量的實際案例，展示瞭如何在實際應用中遇到的各種約束條件下（如尺寸限製、功耗要求、成本考慮）進行天綫設計取捨，這讓我覺得這本書不僅有理論高度，更有實際落地指導意義。