0 绪论 1
0.1 什么是微波 1
0.2 微波何以成为一个独立的学科 1
0.3 微波的应用 2
0.4 微波技术的内容及研究的方法 6
思考题 6
1 传输线理论 7
1.1 引言 7
1.2 传输线方程及其解 8
1.2.1 双导体传输线 8
1.2.2 电报方程的解 9
1.3 无损耗线上的行波与驻波驻波比与反射系数 11
1.3.1 行波 11
1.3.2 驻波 12
1.3.3 驻波比与反射系数 13
1.3.4 无损耗线上任一点的输入阻抗 14
1.4 不同负载时传输线的工作状态 14
1.4.1 匹配工作状态 15
1.4.2 短路线 15
1.4.3 开路线 16
1.4.4 纯阻性负载传输线 17
1.4.5 阻抗负载传输线 18
1.5 圆图及其应用 19
1.5.1 圆图的构成 19
1.5.2 阻抗圆图的特点 21
1.5.3 导纳圆图 23
1.5.4 圆图应用举例 24
1.6 有耗传输线 30
1.6.1 有耗线的特性参数 30
1.6.2 有耗线上电压与电流的分布 31
1.6.3 有耗线的圆图 32
1.6.4 传输线效率的计算 33
1.7 非均匀分布参量传输线 34
习题 37
2 微波传输线 40
2.1 导行波系统的场方程 40
2.2 矩形波导 43
2.2.1 分离变量法 43
2.2.2 矩形波导的传输特性 46
2.3 矩形波导的TE10波 48
2.3.1 场结构 48
2.3.2 壁面电流 50
2.3.3 传输功率与功率容量 51
2.3.4 波导的损耗与衰减 52
2.3.5 矩形波导尺寸的选择 54
2.4 圆波导 54
2.4.1 场方程 55
2.4.2 圆波导的传输特性 58
2.4.3 圆波导的三个主要模式 59
2.5 同轴线 60
2.5.1 TEM波 61
2.5.2 TM波和TE波 62
2.5.3 传输功率和损耗 63
2.5.4 同轴线尺寸的选择 63
2.6 其它形式的微波传输线 64
2.6.1 脊形波导 64
2.6.2 加鳍波导 65
2.6.3 介质波导 66
2.7 波的激励与耦合 67
2.7.1 电激励 67
2.7.2 磁激励 68
2.7.3 孔、缝激励 68
2.8 光波导 68
2.8.1 光纤的类型 69
2.8.2 光纤的主要参量 70
2.8.3 光纤通信 71
习题 71
3 微波谐振腔 74
3.1 谐振回路的基本性质 74
3.1.1 谐振回路中的储能 74
3.1.2 品质因数与谐振频率 75
3.1.3 有载品质因数QL 76
3.2 微波谐振器的基本参数 76
3.2.1 谐振波长λ0 77
3.2.2 微波谐振腔的品质因数 77
3.3 矩形金属谐振腔 79
3.3.1 矩形谐振腔中的振荡模 79
3.3.2 矩形谐振腔的谐振波长λ0 80
3.3.3 矩形谐振腔的主模TE101 80
3.4 圆柱形谐振腔 82
3.4.1 圆柱形谐振腔的电磁场方程 82
3.4.2 圆柱形谐振腔的谐振波长及空载品质因数 83
3.4.3 圆柱形谐振腔常用的几种振荡模 84
3.4.4 圆柱形谐振腔的模式图 86
3.5 同轴谐振腔 87
3.6 介质谐振腔 88
3.7 谐振腔的等效电路及腔的激励与耦合 90
3.7.1 谐振腔的等效电路 90
3.7.2 耦合谐振腔的等效电路及其参量 91
3.8 谐振腔的微扰 93
习题 94
4 微波网络基础 96
4.1 引言 96
4.2 波导等效为双线 96
4.2.1 等效的基础 97
4.2.2 矩形波导TE10波的等效阻抗Ze 97
4.2.3 电压、电流和阻抗的归一化 98
4.3 微波网络的主要特点 100
4.4 微波网络参量 101
4.4.1 阻抗参量Z 101
4.4.2 导纳参量Y 102
4.4.3 转移参量A 103
4.4.4 散射参量S 105
4.4.5 传输参量T 107
4.4.6 双端口网络各种矩阵间的关系 108
4.5 网络参量的本征方程、本征值和本征矢 110
4.6 基本电路单元网络参量 113
4.7 双端口网络的工作特性参量 114
习题 117
5 微波元件 120
5.1 全匹配负载 120
5.2 电抗元件 120
5.2.1 膜片 120
5.2.2 调谐螺钉 121
5.2.3 短路活塞 122
5.3 连接元件 123
5.4 分支元件 123
5.4.1 E面分支 124
5.4.2 H面分支 124
5.4.3 双T分支及魔T 125
5.5 衰减器 128
5.5.1 吸收式衰减器 128
5.5.2 旋转式极化衰减器 128
5.5.3 过极限衰减器 129
5.6 波型与极化的变换 130
5.6.1 方-圆变换器 130
5.6.2 线-圆极化变换器 131
5.6.3 极化复用与极化分离器 131
5.7 定向耦合器 132
5.7.1 定向耦合器的技术指标 132
5.7.2 双孔定向耦合器 133
5.7.3 单孔定向耦合器 134
5.7.4 双十字槽孔定向耦合器 135
5.8 微波铁氧体元件 137
5.8.1 场移式隔离器 137
5.8.2 Y型结环行器 139
习题 140
6 微带传输线 142
6.1 带状线 142
6.1.1 带状线的特性阻抗 143
6.1.2 带状线的损耗与衰减 145
6.1.3 带状线的功率容量 146
6.1.4 带状线尺寸的选择 146
6.2 微带线 147
6.2.1 微带线中的模式 147
6.2.2 微带线的特性阻抗Zc和相速vp 148
6.2.3 微带线的损耗 152
6.3 耦合线 155
6.3.1 耦合带状线 155
6.3.2 耦合微带线 159
6.4 微带元件 164
6.4.1 短路与开路微带线的等效电路 164
6.4.2 串联电感和并联电容的实现 165
6.4.3 微带线中的不连续性 167
6.5 微带功分器 169
6.6 微带线定向耦合器 172
6.7 微带线环行器 176
6.8 微带线谐振器 177
习题 179
7 微波振荡器 180
7.1 反射速调管振荡器 180
7.1.1 反射速调管振荡器工作简介 180
7.1.2 电子流的速度调制 181
7.1.3 电子流的群聚 181
7.1.4 激励振荡的相位条件 182
7.1.5 反射速调管的调谐 183
7.2 磁控管振荡器 184
7 3 微波固态振荡器 187
7.3.1 体效应管振荡器 187
7.3.2 微波晶体管振荡器 189
习题 196
8 微波测量 197
8.1 微波功率测量 197
8.1.1 大功率测量——热量计 197
8.1.2 小功率测量——热敏电阻式功率计 198
8.1.3 热电偶式小功率计 199
8.1.4 微波功率的检测与指示 200
8.2 驻波系数的测量 201
8.2.1 驻波测量线 202
8.2.2 直接法 203
8.2.3 等指示度法 203
8.2.4 反射计法 205
8.2.5 晶体检波器的校准 205
8.3 波长和频率的测量 206
8.3.1 波长的测量 206
8.3.2 用谐振式频率计测量频率 207
8.4 阻抗测量 208
8.4.1 阻抗测量线法 208
8.4.2 电桥法 209
8.5 微波检测 210
习题 212
9 微波加热与微波辐射的安全防护 213
9.1 微波的热效应及微波加热的特点 213
9.2 微波加热设备 214
9.3 微波加热在工业上的应用 215
9.4 微波在农业和林业上的应用 216
9.5 微波在医疗卫生方面的应用 216
9.6 微波在工业、科研、医疗方面应用的频率分配(ISM) 217
9.7 微波辐射的安全防护 218
10 天线 220
10.1 概述 220
10.2 电流元的辐射 221
10.3 对偶原理与磁流元的辐射 223
10.3.1 对偶原理 223
10.3.2 磁流元的辐射 223
10.3.3 小电流环的辐射 224
10.4 面元的辐射 225
10.5 对称振子的辐射 227
10.5.1 对称振子辐射场的计算 227
10.5.2 对称振子的方向图 228
10.5.3 对称振子的辐射功率与辐射电阻 229
10.6 发射天线的基本电参数 231
10.6.1 天线的方向图 231
10.6.2 天线的方向性系数D 232
10.6.3 天线的增益及效率 234
10.6.4 天线的输入阻抗 235
10.6.5 天线的极化特性 238
10.6.6 天线的工作带宽 239
10.7 接收天线 239
10.7.1 接收天线的有效长度 240
10.7.2 接收天线的等效电路及其输出的最大功率 240
10.7.3 有效面积Sc 241
10.7.4 天线的噪声温度 241
10.8 线天线阵 242
10.8.1 二元阵 242
10.8.2 均匀直线式天线阵 245
10.8.3 反射面的影响 250
10.9 行波天线 260
10.9.1 行波单导线天线 260
10.9.2 菱形天线 261
10.9.3 螺旋天线 262
10.10 引向天线(八木天线) 264
10.10.1 引向天线的工作原理 264
10.10.2 对引向天线的分析 265
10.10.1 引向天线的设计 268
10.11 极宽频带天线 271
10.11.1 平面等角螺旋天线 271
10.11.2 圆锥等角螺旋天线 273
10.11.3 对数周期天线 274
10.12 线天线的馈电 276
10.12.1 对馈电系统的要求 276
10.12.2 馈线的种类及其特性阻抗 277
10.12.3 长中波天线的馈电 279
10.12.4 短波天线的馈电 281
10.12.5 超短波天线的馈电 282
10.13 电视发射天线 287
10.13.1 对电视发射天线的要求 287
10.13.2 十字形旋转场天线 287
10.13.3 蝙蝠翼天线 289
10.13.4 反射板偶极天线阵 290
10.14 面状天线 292
10.14.1 面状天线理论的基本问题 292
10.14.2 不同口面场分布的辐射场 294
10.14.3 喇叭天线 304
10.14.4 旋转抛物面天线 308
10.14.5 卡塞格伦天线 319
10.14.6 高效率馈源 322
10.15 缝隙天线与微带天线 326
10.15.1 理想缝隙天线 326
10.15.2 矩形波导缝隙天线 328
10.15.3 波导缝隙天线阵 330
10.15.4 微带天线 332
习题 339
11 无线电波传播 345
11.1 引言 345
11.2 长波、中波的地面波传播 345
11.2.1 传播机理 345
11.2.2 地面的电参数 346
11.2.3 电波在自由空间的衰减 346
11.2.4 地面波场强的计算 348
11.3 短波的电离层传播 351
11.3.1 电离层简介 352
11.3.2 电离层的电参量 353
11.3.3 电波从电离层反射的条件 354
11.3.4 电离层探测与频高图 355
11.3.5 电离层对电波的吸收与最低可用频率 356
11.3.6 短波的衰落特性 357
11.3.7 短波的频率预测 358
11.4 超短波的空间波传播 366
11.4.1 视距 366
11.4.2 光滑平地面场强的计算 367
11.4.3 球形地面场强的计算 368
11.4.4 夫涅尔区与夫涅尔半径 374
11.4.5 雷利准则与传播余隙 376
11.4.6 山峰绕射 378
11.5 地面移动通信中的电波传播 379
11.5.1 陆上移动无线电通信网简介 380
11.5.2 移动通信中电波传播的特点 380
11.6 微波通信中的电波传播 381
11.6.1 地形对微波传播的影响 381
11.6.2 大气对微波传播的影响 383
11.6.3 传播余隙的选取 384
11.6.4 微波通信中的衰落与抗衰落 384
习题 388
附录1 同轴线参数表 390
附录2 波导参数表 392
附录3 常用导体材料的特性 394
附录4 常用介质基片材料的高频特性 395
附录5 微带线常用导体材料的特性 395
参考资料 396