微波技术与天线 电磁波导行与辐射工程 第2版修订版PDF电子书下载

绪篇 电磁场理论概要 3

第1章 电磁场与电磁波的基本概念和规律 3

1.1电磁场的四个基本矢量 3

1.1.1电场强度E 3

1.1.2高斯（Gauss）定律 6

1.1.3电通量密度D 8

1.1.4电位函数ψ 9

1.1.5磁通密度B 9

1.1.6磁场强度H 10

1.1.7磁力线及磁通连续性定理 13

1.1.8矢量磁位A 13

1.2电磁场的基本方程 14

1.2.1全电流定律：麦克斯韦第一方程 15

1.2.2法拉第-楞次（Faraday-Lenz）定律：麦克斯韦第二方程 15

1.2.3高斯定律：麦克斯韦第三方程 16

1.2.4磁通连续性原理：麦克斯韦第四方程 16

1.2.5电磁场基本方程组的微分形式 16

1.2.6不同时空条件下的麦克斯韦方程组 17

1.3电磁场的媒质边界条件 20

1.3.1电场的边界条件 20

1.3.2磁场的边界条件 23

1.3.3理想导体与介质界面上电磁场的边界条件 24

1.3.4镜像法 25

1.4电磁场的能量 26

1.4.1电场与磁场存储的能量 26

1.4.2坡印廷（Poynting）定理 26

1.5依据电磁场理论形成的电路概念 27

1.5.1电路是特定条件下对电磁场的简化表示 27

1.5.2由电磁场方程推导出的电路基本定律 29

1.5.3电路参量 31

1.6电磁波的产生——时变场源区域麦克斯韦方程的解 36

1.6.1达朗贝尔（D，Alembert）方程及其解 37

1.6.2电流元辐射的电磁波 38

1.7平面电磁波 42

1.7.1无源区域的时变电磁场方程 42

1.7.2理想介质中的均匀平面电磁波 43

1.7.3导电媒质中的均匀平面电磁波 46

1.8均匀平面电磁波在不同媒质界面的入射、反射和折射 50

1.8.1电磁波的极化 50

1.8.2均匀平面电磁波在不同媒质界面上的垂直入射 52

1.8.3均匀平面电磁波在不同媒质界面上的斜入射 54

本章小结 62

习题一 66

上篇 微波传输线与微波元件 71

第2章 传输线的基本理论 71

2.1传输线方程及其解 71

2.1.1传输线的电路分布参量方程 72

2.1.2正弦时变条件下传输线方程的解 73

2.1.3对传输线方程解的讨论 76

2.2无耗均匀传输线的工作状态 80

2.2.1电压反射系数 80

2.2.2传输线的工作状态 82

2.2.3传输线工作状态的测定 88

2.3阻抗与导纳圆图及其应用 89

2.3.1传输线的匹配 90

2.3.2阻抗圆图的构成原理 92

2.3.3阻抗圆图上的特殊点和线及点的移动 94

2.3.4导纳圆图 96

2.3.5圆图的应用举例 97

2.4有损耗均匀传输线 100

2.4.1线上电压、电流、输入阻抗及电压反射系数的分布特性 100

2.4.2有损耗均匀传输线的传播常数 102

2.4.3有损耗均匀传输线的传输功率和效率 103

本章小结 104

习题二 107

第3章 微波传输线 110

3.1平行双线与同轴线 110

3.1.1平行双线传输线 110

3.1.2同轴线 111

3.2微带传输线 113

3.2.1微带线的传输模式 114

3.2.2微带线的传输特性 116

3.3矩形截面金属波导 118

3.3.1矩形截面波导中场方程的求解 118

3.3.2对解式的讨论 124

3.3.3矩形截面波导中的TE 10模 128

3.3.4矩形截面波导的使用 135

3.4圆截面金属波导 136

3.4.1圆截面波导中场方程的求解 136

3.4.2基本结论 139

3.4.3圆截面波导中的三个重要模式TE11、TM01与TE01 143

3.4.4同轴线中的高次模 146

3.5光波导 146

3.5.1光纤的结构形式及导光机理 146

3.5.2单模光纤的标量近似分析 149

本章小结 154

习题三 156

第4章 微波元件及微波网络理论概要 157

4.1连接元件 157

4.1.1波导抗流连接 157

4.1.2同轴线——波导转接器 158

4.1.3同轴线——微带线转接器 159

4.1.4波导——微带线转接器 159

4.1.5矩形截面波导——圆截面波导转接器 160

4.2波导分支接头 161

4.2.1 E-T分支 161

4.2.2 H-T分支 162

4.2.3双T分支 162

4.3波导R，L，C元件 163

4.3.1匹配负载和衰减器 163

4.3.2电抗元件 166

4.4定向耦合器 169

4.4.1定向耦合器的基本指标 169

4.4.2波导窄壁双孔耦合定向耦合器 170

4.5阻抗变换器与阻抗调配器 172

4.5.1阻抗变换器 172

4.5.2阻抗调配器 177

4.6微波谐振器 180

4.6.1角柱腔——从传输模到谐振模 181

4.6.2圆柱腔 186

4.7微波铁氧体元件 190

4.7.1微波铁氧体的物理特性 190

4.7.2场移式隔离器 191

4.7.3环流器 192

4.8微波元件等效为微波网络 192

4.8.1构成微波网络必须考虑的一些问题 193

4.8.2二端口微波网络 194

4.9微波网络的散射参量与传输参量 198

4.9.1散射参量 198

4.9.2传输参量 199

4.10二端口微波网络参量 199

4.10.1二端口微波网络参量的相互转换 199

4.10.2特定情况下二端口微波网络参量的性质 200

4.10.3基本单元二端口微波网络的参量 203

4.10.4微波网络参量的测定 204

4.11微波网络的外特性参量 205

4.11.1电压传输系数T 205

4.11.2插入衰减L 206

4.11.3插入相移θ 206

4.11.4输入驻波比ρ 207

本章小结 207

习题四 209

下篇 天线基本原理与技术 215

第5章 天线理论基础 215

5.1电流元的辐射场 215

5.2行波长线天线 218

5.3自由空间中的对称振子天线 221

5.3.1对称振子上的电流 222

5.3.2对称振子天线的辐射场 222

5.4发射天线的电特性参量 224

5.4.1天线的方向性特性参量 224

5.4.2天线辐射波的极化 228

5.4.3天线的辐射功率与辐射电阻 228

5.4.4天线的方向系数和增益 230

5.4.5天线的输入阻抗 232

5.4.6天线的有效长度 237

5.4.7天线的工作频带宽度 238

5.5接收天线 238

5.5.1接收天线接收电磁波的物理过程 238

5.5.2天线的互易定理 239

5.5.3天线的有效接收面积 241

5.5.4付里斯（Friis）传输公式 242

5.5.5接收天线的等效噪声温度 243

5.6天线阵列 245

5.6.1二元天线阵列 245

5.6.2 N元均匀直线阵列 251

5.6.3圆阵 257

5.6.4面阵、体阵和连续元阵 258

5.6.5对称振子阵列的输入阻抗 261

5.7相控阵与智能天线的基本原理 267

5.7.1相控天线阵列 267

5.7.2智能天线的基本原理——波束形成 269

5.8地面对天线特性的影响 271

5.8.1远离地面架设的天线 271

5.8.2近地架设的天线 273

5.9离散阵列中其他常用单元线状天线 278

5.9.1折合振子 278

5.9.2圆环天线 279

5.10以时变电场和时变磁场为源的基本辐射元 286

5.10.1基本口径面辐射源——惠更斯（Huygens）元 286

5.10.2基本隙缝辐射元 289

本章小结 291

习题五 292

第6章 工程中常用的典型天线 294

6.1电磁波在自然环境中的传播 294

6.1.1地表面波（地波）传播 295

6.1.2电离层反射（天波）传播 296

6.1.3直视（空间波）传播 298

6.1.4各波段电磁波的传播 300

6.2直立天线 300

6.2.1直立天线的辐射场与方向性 301

6.2.2直立天线的特性参量 302

6.2.3直立天线性能的改善 304

6.3水平偶极天线 306

6.3.1方向函数与方向图 306

6.3.2基本特性参量 308

6.3.3天线架设参数的选择 308

6.4菱形天线 309

6.4.1菱形天线的构成及基本工作原理 310

6.4.2菱形天线的架设 311

6.5引向天线 312

6.5.1引向天线的工作原理 312

6.5.2辐射特性的分析计算方法 314

6.5.3引向天线特性参量的近似计算 315

6.6螺旋天线 317

6.6.1螺旋天线的结构与辐射模式 317

6.6.2轴向辐射模式螺旋天线的方向性 318

6.7正交振子与电视发射天线 320

6.7.1正交振子的辐射 321

6.7.2翼面振子 322

6.8移动通信用天线 323

6.8.1手持机（移动台）用天线 323

6.8.2基站台用天线 323

6.9波导隙缝阵列天线 324

6.9.1隙缝天线 325

6.9.2波导隙缝天线阵列 325

6.10微带贴片天线的基本原理 327

6.10.1矩形贴片微带辐射元 327

6.10.2微带贴片天线的馈电 328

6.11口径面天线 329

6.11.1波导终端口径面的辐射特性 329

6.11.2电磁喇叭 331

6.11.3抛物反射面天线 333

6.11.4双反射面天线 335

本章小结 336

习题六 337

附录 339

附录A矢量运算公式 339

附录B矩形截面波导参数 341

附录C圆截面波导参数 342

附录D平行双线与同轴线的分布参数 344

附录E常用硬同轴线参数 344

附录F常用射频同轴电缆参数 345

附录G常用金属导体材料性能 345

附录H常用介质材料性能 346

附录I电离层的基本参数 346

附录J电磁波频谱划分 347

附录K微波波段划分 347

附录L民用电磁波频率 347

参考文献 348