第一篇 电磁场与电磁波 2
第1章 矢量分析 2
1.1三种常用的坐标系 2
1.1.1坐标系的构成 2
1.1.2三种坐标系坐标变量之间的关系 4
1.1.3三种坐标系坐标单位矢量之间的关系 5
1.2矢量函数的微积分 8
1.2.1矢量函数的导数 8
1.2.2矢量函数的积分 10
1.3标量函数的梯度 10
1.3.1方向导数 10
1.3.2梯度 12
1.4矢量函数的散度 15
1.4.1通量 15
1.4.2散度 16
1.4.3高斯（Gauss）散度定理 17
1.5矢量函数的旋度 19
1.5.1环量 19
1.5.2旋度 20
1.5.3斯托克斯（Stokes）定理 22
1.6场函数的微分算子和恒等式 23
1.6.1哈密顿一阶微分算子及恒等式 23
1.6.2二阶微分算子及恒等式 25
习题 26
第2章 电磁场基本方程 29
2.1麦克斯韦方程组 29
2.1.1麦克斯韦方程组的积分形式 29
2.1.2麦克斯韦方程组的微分形式 30
2.1.3本构关系 31
2.2电磁场的边界条件 33
2.2.1E的切向边界条件 33
2.2.2H的切向边界条件 33
2.2.3D和B的法向边界条件 34
2.3时谐电磁场的复数表示 35
2.4坡印廷定理 36
2.5电磁场的位函数 38
2.5.1位函数的定义 38
2.5.2达朗伯方程 39
2.5.3滞后位 40
习题 41
第3章 平面电磁波 45
3.1理想介质中的均匀平面波 45
3.1.1波动方程的解 45
3.1.2均匀平面波的传播特性 47
3.2均匀平面波的极化 49
3.2.1均匀平面波的三种极化形式 49
3.2.2均匀平面波的合成分解及应用 51
3.3损耗媒质中的均匀平面波 52
3.3.1损耗媒质中的平面波场解 52
3.3.2传播常数和波阻抗的意义 53
3.3.3良导电媒质中的平面波 55
3.4均匀平面波对平面边界的垂直入射 59
3.4.1对理想导体的垂直入射 59
3.4.2对理想介质的垂直入射 61
3.5均匀平面波对平面边界的斜入射 64
3.5.1沿任意方向传播的平面波 64
3.5.2平面波对理想介质的斜入射 65
3.5.3平面波对理想导体的斜入射 68
3.5.4全反射 70
习题 71
第二篇 微波技术基础 76
第4章 传输线理论 76
4.1引言 76
4.2分布参数 77
4.3传输线方程及其解 78
4.3.1传输线方程 78
4.3.2传输线方程的通解与物理意义 78
4.4无耗传输线的传输特性 80
4.5端接负载的均匀无耗传输线 82
4.5.1波的反射现象 82
4.5.2传输线的三种工作状态 85
4.6圆图及其应用 90
4.6.1圆图的构成 90
4.6.2阻抗圆图的特点 91
4.6.3导纳圆图 92
4.6.4圆图应用举例 94
4.7传输线阻抗匹配 96
4.7.1阻抗匹配的概念 96
4.7.2阻抗匹配法 97
习题 100
第5章 微波传输线 103
5.1引言 103
5.2TE模和TM模传输线 103
5.2.1波导系统场解法 104
5.2.2矩形波导 105
5.2.3圆波导 116
5.3TEM模传输线 122
5.3.1同轴线 122
5.3.2带状线 125
5.3.3微带线 127
习题 130
第6章 微波网络基础 132
6.1引言 132
6.2波导传输线与双线传输线的等效 132
6.2.1等效的基础与归一化条件 133
6.2.2等效特性阻抗 134
6.2.3归一化参量 136
6.3微波元件等效为微波网络的原理 137
6.4二端口微波网络参量 138
6.4.1阻抗参量[Z] 138
6.4.2导纳参量[Y] 140
6.4.3转移参量[A] 140
6.4.4散射参量[S] 141
6.4.5传输参量[T] 143
6.5基本电路单元的参量矩阵 145
6.6微波网络的工作特性参量 146
习题 148
第7章 微波元件 151
7.1引言 151
7.2简单元件 151
7.2.1终端器件与连接器件 151
7.2.2衰减器与移相器 155
7.2.3波导分支结构 157
7.3阻抗调配器和阻抗变换器 160
7.3.1微波电抗元件 161
7.3.2阻抗调配器 164
7.3.3λ/4阻抗变换器 164
7.4定向耦合器与功率分配器 166
7.4.1定向耦合器技术指标 166
7.4.2波导双孔定向耦合器 167
7.4.3波导十字槽孔定向耦合器 168
7.4.4平行耦合线耦合器 169
7.4.5功率分配器 171
7.5微波谐振器 173
7.5.1矩形谐振腔 174
7.5.2圆柱形谐振腔 175
7.5.3同轴谐振腔 177
7.6微波滤波器 178
7.7微波铁氧体元件 181
7.7.1铁氧体对圆极化波的导磁率 181
7.7.2微波铁氧体元件 182
习题 186
第三篇 天线与电波传播 190
第8章 天线基础知识 190
8.1引言 190
8.2基本振子的辐射 190
8.2.1电基本振子的辐射 190
8.2.2磁基本振子的辐射 193
8.3发射天线的电参数 195
8.3.1方向函数 195
8.3.2方向图 196
8.3.3方向图参数 197
8.3.4方向系数 197
8.3.5天线效率 199
8.3.6增益系数 200
8.3.7天线的极化 201
8.3.8有效长度 201
8.3.9输入阻抗与辐射阻抗 202
8.3.10频带宽度 202
8.4互易定理与接收天线的电参数 203
8.4.1互易定理 203
8.4.2有效接收面积 204
8.5对称振子 204
8.5.1电流分布 204
8.5.2对称振子的辐射场 205
8.5.3对称振子的输入阻抗 208
8.6天线阵的方向性 208
8.6.1二元阵的方向性 209
8.6.2均匀直线阵阻抗特性 221
8.7对称振子阵的阻抗特性 221
8.7.1二元阵的阻抗 221
8.7.2直线阵的阻抗 225
8.8无限大理想导电反射面对天线电性能的影响 226
8.8.1天线的镜像 226
8.8.2无限大理想导电反射面对天线电性能影响的分析 227
习题 230
第9章 简单线天线 235
9.1引言 235
9.2水平对称天线 235
9.2.1双极天线 235
9.2.2笼形天线 242
9.2.3V形对称振子 244
9.2.4电视发射天线 245
9.3直立天线 248
9.4引向天线 254
9.4.1引向天线的工作原理 254
9.4.2引向天线的电特性 259
9.4.3半波折合振子 261
9.4.4平衡器——对称天线的馈电 262
习题 265
第10章 宽频带天线 267
10.1引言 267
10.2行波单导线及菱形天线 267
10.2.1行波单导线 267
10.2.2菱形天线 269
10.3螺旋天线 274
10.3.1圆极化波及其应用 274
10.3.2螺旋天线的工作原理 274
10.3.3螺旋天线的电参数估算 277
10.4非频变天线 277
10.4.1平面等角螺旋天线 278
10.4.2阿基米德螺旋天线 280
10.4.3对数周期天线 281
习题 288
第11章 微带天线 290
11.1引言 290
11.2矩形微带天线 290
11.3双频微带天线 293
习题 296
第12章 面天线 297
12.1引言 297
12.2等效原理与惠更斯元的辐射 297
12.3平面口径的辐射 300
12.3.1一般计算公式 300
12.3.2同相平面口径的辐射 301
12.3.3相位偏移对口径辐射场的影响 304
12.4喇叭天线 305
12.4.1矩形喇叭天线的口径场与方向图 306
12.4.2圆锥喇叭 310
12.5旋转抛物面天线 311
12.5.1几何特性与工作原理 311
12.5.2抛物面天线的口径场 313
12.5.3抛物面天线的辐射场 315
12.5.4抛物面天线的馈源 316
12.6卡塞格伦天线 317
习题 318
第13章 电波传播 320
13.1引言 320
13.1.1电磁波谱 320
13.1.2电波传播的主要方式 321
13.2自由空间电波传播 322
13.2.1自由空间传播损耗计算 322
13.2.2菲涅尔区概念 324
13.3地面波传播 327
13.3.1地球表面电特性 327
13.3.2波前倾斜现象 329
13.3.3地面波传播特性 330
13.3.4地面波场强的计算 331
13.4天波传播 332
13.4.1电离层概况 333
13.4.2无线电波在电离层中的传播 336
13.4.3短波天波传播 339
13.5视距传播 340
13.5.1地面对视距传播的影响 340
13.5.2对流层大气对视距传播的影响 346
习题 348
附录 351
附录1 矢量恒等式 351
附录2 常用导体材料的特性 353
附录3 一些材料的介电常数和损耗角正切（10GHz时） 354
附录4 微带线常用导体材料的特性 354
参考文献 355