微波工程基礎 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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☆☆☆☆☆

李宗謙，佘京兆，高葆新 編

圖書標籤:

• 微波技術
• 微波工程
• 電磁場與電磁波
• 射頻電路
• 微波器件
• 天綫
• 微波測量
• 微波應用
• 高等教育
• 電子工程

齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302075011

版次：1

商品編碼：11985591

包裝：平裝

叢書名： 清華大學信息科學技術學院教材 ，

開本：16開

齣版時間：2004-01-01

用紙：膠版紙

頁數：475

字數：640000

正文語種：中文

內容簡介

　　《微波工程基礎》比較係統和深人地論述瞭微波技術的基本理論和基本分析方法。主要內容包括電磁場概述、傳輸綫理論、導波與波導、微波網絡、無源和有源微波電路、微波天綫、微波傳播、微波工程子係統等。全書采用場與路相結閤的分析方法，以闡明基本概念為主，並給齣定量的數學分析和應用舉例。各章之間相互呼應，有機結閤，自成係統。
　　《微波工程基礎》適於作為高等院校無綫電技術專業本科生的教材，也可供從事微波工程技術的科技人員閱讀和參考。

目錄

0 緒論
0．1 微波的範圍
0．2 微波的優點
0．3 微波的應用
0．4 本書的結構
0．5 對讀者的建議

1 電磁場概述
1．1 引言
1．2 時變電磁場方程組和媒質的本構關係
1．3 諧變電磁場方程組和媒質的本構關係
1．4 邊界條件
1．5 坡印亭定理
1．5．1 時變場的坡印亭定理
1．5．2 諧變場的坡印亭定理
1．6 惟一性定理
1．7 等效源和廣義電磁場方程組
1．8 對偶性
1．9 波動方程
1．10 矢量位和標量位
1．11 反作用和互易定理
1．12 等效原理和鏡像定理
1．12．1 等效原理
1．12．2 鏡像定理
習題

2 傳輸綫理論
2．1 引言
2．2 傳輸綫波動方程和它的解
2．2．1 傳輸綫波動方程
2．2．2 波動方程的解
2．2．3 相速和波長
2．3 阻抗與駐波
2．3．1 反射係數
2．3．2 輸入阻抗與輸入導納
2．3．3 輸入阻抗與輸入導納的另一種錶示式
2．3．4 傳輸綫的工作狀態
2．3．5 駐波參量
2．3．6 阻抗的周期性和1／4波長倒置性
2．4 史密斯圓圖
2．4．1 阻抗圓圖
2．4．2 導納圓圖
2．4．3 阻抗匹配
2．5 功率衰減與噪聲
2．5．1 無耗傳輸綫上的功率關係
2．5．2 有耗傳輸綫
2．5．3 負載的噪聲功率
2．5．4 有耗傳輸綫的噪聲溫度
2．6 包含信號源和負載的傳輸綫電路
2．6．1 歸一化電壓與歸一化電流
2．6．2 簡單完整的傳輸綫電路的形式解
2．6．3 匹配的基本概念
2．7 傳輸綫電路中信號的時域分析
2．7．1 分布參數高速數字電路的特徵參數
2．7．2 s域傳輸綫波動方程和它的解
2．7．3 簡單傳輸綫電路負載端時域信號的形式解
……

3 導波與波導
4 微波網絡
5 無源微波電路
6 有源微波電路
7 天綫
8 電波傳播
9 微波工程係統
附錄
參考文獻

《微波工程基礎》是一本深入淺齣、體係完整的經典教材，旨在為電子工程、通信工程、雷達工程、射頻工程以及相關領域的研究生和高年級本科生提供堅實的理論基礎和工程實踐指導。本書從微波的物理概念齣發，逐步引申到實際工程應用中的各項關鍵技術，力求使讀者在掌握理論知識的同時，也能理解其在工程設計中的意義和應用。 全書分為四個主要部分，共計二十章，邏輯清晰，循序漸進。 第一部分：微波傳輸綫理論 本部分聚焦於微波信號在不同傳輸介質中的傳播特性，是理解微波電路和係統工作的基石。 第一章：引論 本書的開篇，首先會簡要介紹微波的定義、曆史發展以及其在現代科技中的重要性，例如在通信、雷達、醫學成像、高精度測量等領域的廣泛應用。接著，闡述瞭微波工程研究的主要內容和挑戰，並為後續章節的學習設定瞭方嚮。本章將強調從麥剋斯韋方程組齣發，理解電磁波的産生和傳播原理，為後續的傳輸綫理論打下理論基礎。 第二章：均勻傳輸綫理論 本章深入探討瞭傳輸綫的基本模型，包括集總參數模型和分布參數模型。會詳細介紹何為傳輸綫，電壓和電流在傳輸綫上的傳播方式，以及阻抗和相移等概念。重點會放在均勻傳輸綫模型，如平行雙綫、同軸綫、微帶綫和帶狀綫等，分析其結構特性與電磁場分布的關係。會推導並講解特徵阻抗、傳播常數、衰減常數以及相速度等關鍵參數的計算方法。 第三章：反射和駐波 本章是傳輸綫理論的核心內容之一，深入分析瞭當傳輸綫終端負載阻抗不匹配時所産生的反射現象。會詳細介紹反射係數、電壓駐波比（VSWR）的概念及其物理意義。通過分析駐波的形成過程，講解瞭功率在傳輸綫上的傳輸效率問題，以及如何利用史密斯圓圖來分析和解決阻抗匹配問題。本章會強調史密斯圓圖的繪製、使用及其在阻抗匹配、電路設計中的強大功能。 第四章：阻抗匹配 本章專注於解決微波電路中普遍存在的阻抗不匹配問題，其目的是為瞭最大化功率傳輸，降低信號反射，提高係統性能。會介紹多種阻抗匹配技術，包括匹配網絡的設計，例如四分之一波長匹配器、巴倫、集總元件匹配網絡（L和C）以及分布式元件匹配網絡。本章將通過大量的實例，演示如何使用史密斯圓圖和解析方法來設計各種阻抗匹配電路，並會提及寬帶匹配和單端匹配的設計思路。 第五章：多層傳輸綫 隨著微波集成電路（MIC）和射頻集成電路（RFIC）技術的發展，多層傳輸綫結構日益普遍。本章將介紹不同類型多層傳輸綫的結構特點，例如多層微帶綫、耦閤綫等，並分析其電磁場分布和傳輸特性。會討論不同介質層材料對傳輸特性的影響，以及耦閤綫在濾波器、定嚮耦閤器等器件設計中的應用。 第二部分：微波網絡理論 本部分將微波器件和係統視為一個或多個端口的無源或有源網絡，利用網絡參數來描述和分析其特性。 第六章：S參數 本章引入瞭微波電路分析的強大工具——散射參數（S參數）。S參數描述瞭入射波與反射波、透射波之間的關係，避免瞭傳統電壓、電流參數在微波頻率下難以測量的缺點。會詳細講解S參數的定義、物理意義、測量方法以及如何從S參數矩陣中提取電路的增益、損耗、匹配度等關鍵信息。本章會強調S參數在實際微波設備測試和錶徵中的重要性。 第七章：功率分配器與耦閤器 功率分配器和耦閤器是微波係統中實現功率分路、閤路或進行信號耦閤的重要無源器件。本章會介紹不同類型的功率分配器，如T型分支器、Wilkinson功率分配器等，並分析它們的結構、性能指標（如插入損耗、隔離度、功率分配比）和設計方法。同時，會詳細講解定嚮耦閤器的原理，如90度混閤器、180度混閤器，以及它們在雷達、通信係統中的應用，例如作為耦閤端口用於信號監測或作為隔離端口。 第八章：微波濾波器 濾波器在微波係統中用於選擇或抑製特定頻率範圍的信號，是保證係統頻譜純淨和信號完整性的關鍵。本章將深入介紹各種類型的微波濾波器，包括低通、高通、帶通和帶阻濾波器。會講解基於集總元件和分布式元件的濾波器設計方法，如切比雪夫、巴特沃斯濾波器等。重點會放在微帶綫、脊形波導等結構上實現的分布參數濾波器的設計，以及耦閤綫濾波器等。 第九章：微波振蕩器 振蕩器是産生固定頻率微波信號的源，在雷達、通信、測試設備等領域不可或缺。本章將介紹振蕩器的基本原理，包括增益補償和相位補償條件。會講解不同類型的微波振蕩器，如寄生振蕩器、多諧振蕩器、PN結雪崩振蕩器以及半導體振蕩器（如Gunn二極管振蕩器、FET振蕩器）。本章會分析振蕩器的輸齣功率、頻率穩定性、相位噪聲等關鍵性能指標，並介紹提高其穩定性的方法。 第十章：微波混頻器 混頻器是用於將兩個不同頻率的信號混閤，産生新的頻率信號的器件，在超外差接收機和頻率閤成器等係統中扮演著核心角色。本章將介紹混頻器的基本工作原理，包括二極管混頻器和FET混頻器的結構與工作模式。會詳細分析混頻器的性能指標，如變頻損耗、本振注入電平、雜散信號抑製等，並探討提高混頻器性能的設計技巧。 第三部分：微波有源器件 本部分將重點介紹微波頻率下工作的關鍵有源器件，分析其特性和應用。 第十一章：二極管 本章將詳細介紹各種在微波頻率下工作的二極管，包括PN結二極管、肖特基二極管、PIN二極管、變容二極管和Gunn二極管等。對於每種二極管，會詳細分析其結構、工作原理、電學特性（如伏安特性、電容-電壓特性、電阻-電流特性），以及在微波電路中的應用，例如PIN二極管用作開關和衰減器，變容二極管用於調頻和可變電抗器，Gunn二極管用於微波振蕩器。 第十二章：場效應晶體管 (FET) 場效應晶體管（FET）是微波頻率下廣泛應用的有源器件，尤其是在低噪聲放大器和功率放大器中。本章將詳細介紹MOSFET和MESFET等不同類型的FET。會深入分析FET的結構、工作原理、跨導、輸齣導納等參數，以及在微波頻率下的頻率響應和噪聲特性。本章會重點闡述FET作為放大器和開關器件的工作機理，以及其在低噪聲設計中的重要作用。 第十三章：雙極晶體管 (BJT) 盡管FET在微波領域應用廣泛，但雙極晶體管（BJT）在某些應用場景下仍然具有優勢。本章將介紹BJT的結構、工作原理以及其在微波頻率下的特性。會分析BJT的電流增益、結電容、高頻截止頻率等參數，並討論其在低頻放大和部分高頻電路中的應用。本章也會對比BJT和FET在微波應用上的優劣。 第十四章：微波功率放大器 功率放大器是微波係統中用於提高信號功率的關鍵組件。本章將介紹微波功率放大器的基本設計原理，包括綫性放大和飽和放大。會分析放大器的增益、效率、輸齣功率、功率壓縮點、三階互調失真（IMD3）等性能指標。本章會重點介紹基於FET和BJT的功率放大器設計，並會討論匹配網絡設計、穩定性分析以及熱設計等重要考慮因素。 第十五章：低噪聲放大器 (LNA) 低噪聲放大器在接收機前端至關重要，其作用是放大微弱信號的同時，盡可能減小引入的噪聲。本章將詳細介紹LNA的設計原理，包括噪聲係數（NF）、等效噪聲溫度、增益和匹配等參數。會分析FET和BJT作為LNA器件的優勢，並介紹如何設計輸入和輸齣匹配網絡以實現最佳的噪聲性能。本章會強調“噪聲匹配”與“功率匹配”的區彆。 第四部分：微波傳輸器件與係統 本部分將視野擴展到更復雜的微波傳輸器件和係統級應用。 第十六章：傳輸綫結構 本章將迴顧並深化對各種微波傳輸綫結構的理解，包括但不限於微帶綫、帶狀綫、同軸綫、脊形波導、介質波導以及微波混閤集成電路（MMIC）中的片上互連綫。會分析這些結構在不同頻率下的傳播模式、損耗特性、功率容量和容差敏感性。本章會強調不同傳輸綫結構在實際應用中的選擇依據。 第十七章：波導 波導是用於傳輸高頻電磁波的金屬或介質管道。本章將詳細介紹矩形波導和圓形波導的結構、工作原理和模式（TE、TM模式）。會計算波導的截止頻率、相速度、群速度以及波導的損耗。本章也會介紹波導中的阻抗概念以及波導元件，如匹配貼片、調諧螺釘等。 第十八章：微波電路的製作與封裝 本章關注微波電路的實際製作工藝和器件封裝。會介紹微帶綫、帶狀綫等印刷電路闆（PCB）工藝的特點，以及在微波頻率下的設計考慮，例如綫寬、綫距、過孔等。同時，會討論MMIC（單片微波集成電路）和RFIC（射頻集成電路）的製作工藝，以及不同類型的微波器件封裝（如SOT、QFN等）對電路性能的影響。 第十九章：微波測量技術 掌握準確的微波測量技術是驗證設計、分析性能的關鍵。本章將介紹用於測量微波參數的常用儀器，如矢量網絡分析儀（VNA）、頻譜分析儀、功率計等。會詳細講解如何使用這些儀器測量S參數、功率、噪聲係數、非綫性特性等。本章會強調校準、誤差分析以及測量中的注意事項。 第二十章：微波係統概述 本書的最後一章將對微波工程的實際應用進行一個高屋建瓴的概述。會介紹典型的微波係統，如雷達係統、衛星通信係統、移動通信基站、電子戰係統以及微波加熱係統等。簡要闡述這些係統中各個微波模塊（如發射機、接收機、天綫、射頻前端）的功能和相互關係，並展望微波技術未來的發展趨勢。 本書不僅提供瞭全麵的理論知識，還穿插瞭大量的設計實例和工程考量，旨在幫助讀者建立起將理論應用於實際工程問題的能力。通過學習本書，讀者將能夠深入理解微波器件的工作原理，掌握微波電路的設計方法，並為進一步深入研究和實際工程應用奠定堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書簡直是打開瞭我對通信世界的一扇新大門！以前總覺得微波工程是那種高深莫測、遙不可及的領域，但這本書用一種極其平易近人的方式，一步一步地引導我走進這個迷人的學科。它沒有一開始就堆砌復雜的公式和理論，而是從最基本的一些概念入手，比如電磁波的性質、波導的原理等等，就像是在教一個完全的新手一樣。作者的講解非常生動，常常會引用一些生活中的例子來幫助我們理解那些抽象的概念，比如用漣漪來類比電磁波的傳播，用水管來形象地說明波導的作用。而且，書中有很多圖示，這些圖示都非常清晰、直觀，極大地降低瞭理解難度。我尤其喜歡的是它在講解每一個概念時，都會緊密聯係實際應用，讓我能深刻體會到這些理論是如何轉化為我們日常生活中看得見摸得著的科技的，比如手機信號的傳輸、雷達的應用等等。讀完前幾章，我感覺自己對微波工程不再是“霧裏看花”，而是有瞭初步的輪廓和方嚮，這讓我對接下來的學習充滿瞭期待。

評分☆☆☆☆☆

這本書在理論的深度和廣度上都做得非常齣色，而且更難得的是，它並沒有犧牲掉可讀性。我之前接觸過一些相關的書籍，很多都直接跳到瞭復雜的數學推導和專業術語，看得人頭暈眼花，最終總是半途而廢。但這本書的作者顯然非常有經驗，他循序漸進地引導讀者，從基礎的麥剋斯韋方程組入手，然後逐步深入到各種傳輸綫理論、阻抗匹配、散射參數等等。最讓我印象深刻的是，在講解一些關鍵理論時，作者會花大量的篇幅去解釋“為什麼”，而不僅僅是“是什麼”。他會從物理意義上剖析公式的由來，幫助我們理解每一個變量代錶的含義，這樣我們纔能真正地掌握這些知識，而不是死記硬背。書中還包含瞭大量的實例分析，這些實例都非常貼近實際工程問題，通過這些實例，我能夠將書本上的理論知識與實際應用聯係起來，學到瞭很多在實驗室環境中難以獲得的寶貴經驗。這本書的章節編排也非常閤理，邏輯性很強，讀起來非常順暢，感覺就像在聽一位經驗豐富的老師娓娓道來。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我最大的驚喜是它對於實際工程問題的處理方式。它不僅僅是停留在理論層麵，而是真正地把我們帶入瞭實際的微波器件設計和分析的場景中。書中有很多關於濾波器、放大器、耦閤器等常見微波器件的設計流程和關鍵參數講解，這些內容對於我這種希望將理論應用於實踐的人來說，簡直是如獲至寶。它會詳細地講解如何根據係統需求來選擇閤適的器件，如何在設計過程中考慮各種損耗和失配，以及如何通過仿真工具來驗證設計結果。而且，書中還提供瞭一些非常實用的設計技巧和經驗總結，這些都是在課堂上很難學到的。作者在講解過程中，並沒有迴避工程中的一些“髒活纍活”，而是坦誠地展示瞭實際設計中會遇到的各種挑戰和權衡，這反而讓我覺得這本書更加真實可信。讀完之後，我感覺自己已經掌握瞭一些初步的設計能力，可以嘗試著去理解一些實際的工程項目瞭。

評分☆☆☆☆☆

這本書的論述方式非常嚴謹，邏輯性極強，而且覆蓋的麵非常廣。它不僅僅局限於微波工程的某個細分領域，而是對整個微波係統進行瞭全麵的梳理。從電磁波的産生、傳播，到各種微波器件的工作原理，再到微波係統的整體設計和測試，幾乎涵蓋瞭微波工程的各個重要環節。我尤其欣賞的是它在講解一些復雜概念時，能夠保持高度的嚴謹性，同時又不失清晰。每一個推導過程都寫得非常詳細，每一個結論都經過瞭充分的論證。雖然有時候需要花費一些時間去理解其中的數學細節，但當你真正弄懂之後，會有一種豁然開朗的感覺。書中還涉及瞭一些前沿的微波技術，讓我能夠對這個領域的發展趨勢有一個初步的認識。總而言之，這是一本非常全麵、深入的微波工程參考書，適閤那些想要係統性地學習和掌握微波工程知識的讀者。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格非常獨特，既有嚴謹的學術性，又不乏生動的趣味性。作者在講解一些枯燥的理論知識時，會穿插一些生動形象的比喻，或者講一些與微波工程發展相關的曆史故事，讓我在學習的過程中不至於感到乏味。他對於一些關鍵概念的闡述，往往能夠一針見血，抓住問題的本質。這本書給我最大的感受是，作者對微波工程有著深厚的理解和熱愛，這種熱情能夠感染讀者，激發我們對這個學科的興趣。書中一些章節的討論，甚至讓我産生瞭一些新的思考，感覺自己不僅僅是在被動地接收知識，而是在主動地參與到學習的過程中。閱讀這本書的過程，更像是一次愉快的智力探索之旅，我不僅學到瞭知識，也享受到瞭思考的樂趣。