微波技术基础PDF电子书下载

第一章 简介 1

1.1 什么是微波 1

1.1.1 微波的波导传输损耗 2

1.1.2 微波的大气传输损耗 3

1.2 微波的基本特点 3

1.2.1 微波的频率高 3

1.2.2 微波的波长介于无线电波和光波之间 5

1.2.3 微波能穿透等离子体和电离层 5

1.3 微波系统与低频电路的差异 6

1.4 微波的应用 6

1.4.1 雷达 7

1.4.2 信息技术领域 9

1.4.3 科学研究 10

1.4.4 其他领域 11

1.5 微波系统的基本分析方法 11

第二章 电磁波传输系统理论 13

2.1 简介 13

2.2 麦克斯韦方程组和边界条件 14

2.2.1 分离变量t 15

2.2.2 将复数形式的麦克斯韦方程组化为波动方程 16

2.2.3 分离变量2 17

2.2.4 用电磁场矢量的Ez（x,y）和Hz（x,y）分量表示电磁场矢量的其他分量 22

2.2.5 导行电磁波按其纵向分量的特点分类 24

2.2.6 微波传输系统的边界条件 25

2.3 矩形金属波导 27

2.3.1 用分离变量法求标量波动方程在直角坐标系下的通解 27

2.3.2 利用边界条件确定积分常数和本征值k0 28

2.3.3 矩形波导中的主模——TE10模 33

2.4 圆形金属波导 37

2.4.1 用分离变量法求标量微分方程在圆柱坐标系下的通解 38

2.4.2 利用边界条件确定积分常数和本征值k0 40

2.4.3 圆波导中的常用模式 42

2.5 同轴线 45

2.6 奇偶禁戒规则 48

第三章 微波等效电路 50

3.1 简介 50

3.2 长线理论 52

3.2.1 电报方程及其解 52

3.2.2 反射系数与输入阻抗 54

3.2.3 终端方程 55

3.2.4 传输线中的三种状态 56

3.2.5 驻波参量 58

3.2.6 均匀传输系统与长线的等效 59

3.2.7 均匀传输系统等效为长线的具体方法 61

3.3 圆图（Smith圆图） 62

3.3.1 阻抗圆图的构成 62

3.3.2 阻抗圆图中的特殊点、特殊线 67

3.3.3 导纳圆图 69

3.4 网络参量 73

3.4.1 散射参量S的定义 73

3.4.2 散射参量S的物理意义 75

3.4.3 散射矩阵的性质 75

3.5 魔T 76

3.5.1 魔T的结构和S参量 76

3.5.2 魔T的应用 81

3.6 二端口网络 85

3.6.1 二端口网络的S参量 85

3.6.2 二端口网络的A参量 88

3.6.3 二端口网络A参量的求解方法 92

3.6.4 二端口网络的特性参量 99

3.7 简单不均匀性的近似分析 100

3.7.1 不同阻抗的传输线对接 100

3.7.2 矩形波导中的谐振窗 102

第四章 微波元件 104

4.1 简介 104

4.2 匹配负载 104

4.3 短路器 106

4.3.1 接触式短路活塞 107

4.3.2 非接触式短路活塞 108

4.4 衰减器 111

4.4.1 吸收式衰减器 111

4.4.2 截止式衰减器 112

4.4.3 旋转极化式衰减器 114

4.5 移相器 115

4.6 匹配与匹配器 115

4.6.1 微波源的匹配 115

4.6.2 匹配器 117

4.7 定向耦合器 129

4.7.1 小孔型定向耦合器 129

4.7.2 带状线型定向耦合器 133

4.8 微波铁氧体元件 137

4.8.1 张量磁导率 138

4.8.2 铁氧体中电子自旋的进动 139

4.8.3 铁氧体中的张量磁导率 141

4.8.4 铁氧体的张量磁导率对左、右旋磁场的响应 144

4.8.5 微波隔离器 146

4.8.6 微波环行器 147

4.8.7 YIG频率调谐 149

4.9 功率分配器 150

第五章 谐振腔 154

5.1 简介 154

5.2 矩形谐振腔 155

5.2.1 矩形谐振腔中电磁场的解 155

5.2.2 矩形谐振腔的模式简并和模式激励 157

5.3 圆柱谐振腔 161

5.3.1 圆柱谐振腔中电磁场的解 161

5.3.2 圆柱谐振腔的模式图及其构成 163

5.3.3 圆柱谐振腔模式图的应用 164

5.3.4 几种常用的圆柱谐振腔工作模式 165

5.4 同轴谐振腔 170

5.5 谐振腔的激励与工作模式选择 171

5.6 谐振腔的品质因数 172

5.6.1 谐振腔的固有品质因数Q0 172

5.6.2 谐振腔的有载品质因数QL 174

5.7 谐振腔的频率微扰理论 177

5.7.1 谐振腔的频率微扰公式 177

5.7.2 谐振腔频率微扰公式的应用 180

第六章 微带电路 184

6.1 微带传输系统 184

6.1.1 微带传输线的结构和特性 184

6.1.2 微带传输线的工作模式——准TEM模 186

6.1.3 微带传输线的准静态分析法 188

6.1.4 微带传输线的损耗 192

6.2 微带元件 193

6.2.1 微带电容和微带电感 194

6.2.2 微带传输线环形电桥及微带传输线耦合器 198

6.3 小信号微波晶体管放大器 201

6.3.1 微波晶体管 201

6.3.2 小信号微波放大器的等效电路 203

6.3.3 小信号微波晶体管放大器等效电路的信号流图模型 204

6.3.4 微波晶体管放大器的增益和稳定性 206

6.4 小信号微波晶体管放大器的设计方法 214

6.4.1 双共轭匹配设计法和单向化设计法 215

6.4.2 增益恒定设计法 220

6.5 微波滤波器 225

6.5.1 滤波器的技术参数 226

6.5.2 归一化切比雪夫低通原型滤波器的设计 227

6.5.3 归一化原型滤波器的反归一化 230

6.5.4 微波滤波器的微带电路实现 236

第七章 光纤通信技术简介 246

7.1 光纤通信简介 246

7.2 光纤和光缆 248

7.3 传输光纤的种类 250

7.4 光纤的传光特性 252

7.4.1 光的反射、折射、全反射 252

7.4.2 光在光纤中的传播 253

7.4.3 光纤的数值孔径 254

7.5 光纤的损耗及工作窗口 256

7.5.1 光纤损耗的原因和分类 256

7.5.2 减小光纤损耗的方法 258

7.6 光纤的色散特性 258

7.7 光纤的本征值方程和单模工作条件 260

7.7.1 光纤中的电磁场解 260

7.7.2 光纤中导行光波的截止 261

7.7.3 光纤中导行波的特征方程 262

7.7.4 光纤的单模传输条件 266

7.7.5 弱导光纤的线偏振模 267

7.8 光纤通信系统 268

参考文献 273