微波技术PDF电子书下载

目录 1

第1章 绪论 1

1.1 微波波段的范围和特点 1

1.2 微波的应用 3

1.3 微波技术的发展 5

第2章 传输线理论 7

2.1 传输线的基本概念 7

2.2 传输线方程及其解 8

2.3 均匀传输线上行波的传播特性 12

2.3.1 传播常数γ 12

2.3.2 相速度和相波长 12

2.3.3 特性阻抗Z0 13

2.4 均匀无耗传输线方程的解 14

2.5 传输线的反射系数与输入阻抗 21

2.5.1 反射系数 21

2.5.2 传输线的输入阻抗 23

2.5.3 反射系数与输入阻抗的关系 23

2.6 均匀传输线工作状态分析 24

2.6.1 行波状态（无反射情况） 24

2.6.2 驻波状态（全反射情况） 25

2.6.3 行驻波状态（部分反射情况） 30

2.7 传输功率和效率 35

2.7.1 传输功率 35

2.7.2 传输效率 36

2.8 有耗传输线 37

2.9.1 圆图的构成及基础原理和特点 39

2.9 圆图 39

2.9.2 圆图的应用举例 46

2.10 传输线的阻抗匹配 49

2.10.1 信号源与传输线的阻抗匹配 49

2.10.2 负载与传输线的阻抗匹配 50

习题 53

第3章 微波传输线 56

3.1 引言 56

3.2 交变电磁场基本关系式 57

3.2.1 麦克斯韦方程组 57

3.2.3 波动方程 59

3.2.2 边界条件 59

3.2.4 平面电磁波的传播特性 60

3.3 导行波的一般形式 61

3.4 导行波按纵向分量分类 64

3.4.1 求场横向分量与纵向分量的关系 64

3.4.2 导行波分类 65

3.5 波的传输速度、色散与衰减特性 67

3.5.1 相速与群速 67

3.5.2 波的色散特性 69

3.5.3 传输功率、损耗与衰减 70

3.6 矩形波导 72

3.6.1 矩形波导传输波型的场分量表示式 72

3.6.2 场结构及其规律 75

3.6.3 矩形波导TE10模式的壁电流分布、传输功率与损耗 78

3.6.4 矩形波导传输波型的截止波长和传输特性 80

3.7 圆波导 81

3.7.1 圆波导中的波型及场分量 81

3.7.2 圆波导中三种主要模式 87

3.8 同轴线 89

3.8.1 同轴线传输的主模TEM模场分布及其传输特性 89

3.8.2 同轴线中的高次模场分布及其截止波长 92

3.8.3 同轴线的尺寸选择原则 94

3.9 微带线 94

3.9.1 纵向分量和准TEM波 95

3.9.2 微带线的主要传输特性及设计方法 97

3.9.3 色散效应和高次模的影响 99

3.9.4 微带的损耗与衰减 100

3.10 耦合微带线 101

3.10.1 耦合微带线的传输线方程及其解 103

3.10.2 耦合微带线的特性计算 106

3.11 其他微波传输线 107

3.11.1 脊形波导 107

3.11.2 鳍线 108

3.11.3 开槽微带线 109

3.11.4 共面微带 110

习题 110

4.2 均匀微波传输线与长线的等效 113

4.1 引言 113

第4章 微波网络基础 113

4.2.1 无穷长均匀微波传输线的电场和磁场横向分量 114

4.2.2 微波传输线的电压和电流等效方法 115

4.2.3 均匀微波传输线的特性参量 115

4.3 微波网络的一般特性 115

4.3.1 网络的参考面选择原则 115

4.3.2 不均匀性等效为微波网络 116

4.3.3 微波网络的分类 118

4.4 微波网络的各种参量矩阵 118

4.4.1 二端口网络的阻抗矩阵（Z矩阵） 119

4.4.2 二端口网络的导纳矩阵（Y矩阵） 121

4.4.3 二端口网络的转移矩阵（A矩阵） 122

4.4.4 单元电路的基本网络参量 124

4.4.5 电路矩阵参量的互换 127

4.5 微波网络的散射矩阵 127

4.5.1 归一化入射波和归一化反射波 127

4.5.2 二端口网络散射矩阵（S矩阵） 129

4.5.3 多端口网络散射矩阵 131

4.5.4 无耗微波网络散射矩阵的特性 135

4.5.5 散射矩阵与其他矩阵的换算关系 137

4.6 二端口网络的传输矩阵（T矩阵） 139

4.6.1 二端口网络的传输矩阵及其应用 139

4.6.2 二端口网络的传输矩阵与其散射矩阵间的互换关系式 140

4.6.3 单元电路的传输矩阵和散射矩阵 140

4.7.3 插入衰减 142

4.7.2 传输系数 142

4.7.1 输入电压驻波比 142

4.7 微波网络工作特性参量分析 142

4.7.4 插入相移 144

习题 144

第5章 阻抗变换元件及匹配 147

5.1 等效阻抗 147

5.2 传输线中简单不均匀性的近似分析 149

5.2.1 截面尺寸不同的传输线的连接 149

5.2.2 矩形波导中的金属膜片 150

5.2.3 销钉 151

5.2.4 螺钉匹配器 151

5.2.5 微带线不均匀性 152

5.3 阶梯阻抗变换器 153

5.4 渐变线阻抗变换器 159

5.4.1 指数渐变线 161

5.4.2 切比雪夫式渐变线 162

5.5 不同传输线之间的变换 164

5.5.1 同轴—波导变换器 164

5.5.2 波导—微带变换器 165

5.5.3 同轴—微带变换器 166

习题 166

第6章 谐振腔 168

6.1 谐振腔的构成和特点 168

6.2 谐振腔中的电磁能量关系及品质因数 169

6.2.1 谐振腔中电磁能量关系 169

6.2.2 谐振腔的品质因数Q 170

6.3 同轴谐振腔 171

6.3.1 λ/4同轴谐振腔 172

6.3.2 λ/2同轴谐振腔 174

6.3.3 电容加载式同轴谐振腔 174

6.4 矩形谐振腔 176

6.4.1 谐振波长 176

6.4.2 品质因数Q 177

6.4.3 模式图 177

6.5 圆柱腔 179

6.5.1 TM010谐振模式 179

6.5.2 TE111谐振模式 180

6.5.3 TE011谐振模式 180

6.5.4 圆柱腔模式图及其设计 181

6.6 谐振腔的激励与耦合 182

6.7 其他形式的微波谐振腔 184

6.7.1 环形腔 184

6.7.2 介质谐振器 186

习题 191

第7章 微波元件 192

7.1 微波电抗元件 192

7.1.1 用短路短线实现并联电感，用开路短线实现并联电容 192

7.1.2 用高阻抗短线实现串联电感，用低阻抗短线实现并联电容 193

7.1.3 矩形波导结构的并联电抗元件 196

7.2 终端元件 196

7.2.1 短路器 196

7.2.2 匹配负载 199

7.3.1 波导接头 200

7.3 连接元件 200

7.3.2 旋转接头 201

7.4 衰减器及移相器 201

7.4.1 吸收式衰减器 201

7.4.2 截止式衰减器 202

7.4.3 旋转极化式标准衰减器 205

7.4.4 移相器 205

7.5 功率分配器 206

7.5.1 T形接头 206

7.5.2 对称Y分支 209

7.5.3 微带三端口功率分配器 209

7.6.1 普通双T接头 211

7.6 匹配双T及微波电桥 211

7.6.2 匹配双T接头（魔T） 212

7.6.3 匹配双T的应用 214

7.6.4 环形电桥 215

7.7 定向耦合器 216

7.7.1 基本概念 216

7.7.2 波导定向耦合器（小孔耦合定向耦合器） 217

7.8 微波铁氧体元件 220

7.8.1 微波铁氧体的物理特性及应用 220

7.8.2 微波铁氧体的旋转特性 222

7.8.3 微波铁氧体元件 230

习题 233

8.1.2 电流元的辐射特性 236

8.1.1 概述 236

第8章 天线 236

8.1 天线的基本理论 236

8.1.3 天线的基本电参量 240

8.2 对称阵子和天线阵 247

8.2.1 对称振子 247

8.2.2 天线阵 253

8.3 线状天线 257

8.3.1 直立天线 257

8.3.2 水平对称振子 258

8.3.3 平衡器 259

8.3.4 引向天线 260

8.3.5 螺旋天线 262

8.3.6 调频广播与电视广播天线 264

8.4 面状天线 267

8.4.1 喇叭天线 267

8.4.2 抛物面天线 269

8.4.3 卡塞格伦（Cassegrain）天线 272

附录Ⅰ 274

二口网络各种参量换算表 274

附录Ⅱ 275

相对功率电平与绝对功率电平 275

附录Ⅱ 276

史密期圆图 276

参考文献 277