微波工程

第1章電磁理論
1．1微波工程簡(jiǎn)介
1．1．1微波工程的應(yīng)用
1．1．2微波工程的簡(jiǎn)史
1．2麥克斯韋方程
1．3媒質(zhì)中的場(chǎng)和邊界條件
1．3．1一般材料分界面上的場(chǎng)
1．3．2介質(zhì)分界面上的場(chǎng)
1．3．3理想導(dǎo)體(電壁)分界面上的場(chǎng)
1．3．4磁壁邊界條件
1．3．5輻射條件
1．4波方程和基本平面波的解
1．4．1亥姆霍茲方程
1．4．2無(wú)耗媒質(zhì)中的平面波
1．4．3一般有耗媒質(zhì)中的平面波
1．4．4良導(dǎo)體中的平面波
1．5平面波的通解
1．5．1圓極化平面波
1．6能量和功率
1．6．1良導(dǎo)體吸收的功率
1．7媒質(zhì)分界面上的平面波反射
1．7．1普通媒質(zhì)
1．7．2無(wú)耗媒質(zhì)
1．7．3良導(dǎo)體
1．7．4理想導(dǎo)體
1．7．5表面阻抗概念
1．8斜入射到一個(gè)介電界面
1．8．1平行極化
1．8．2垂直極化
1．8．3全反射和表面波
1．9一些有用的定理
1．9．1互易定理
1．9．2鏡像理論
參考文獻(xiàn)
習(xí)題
第2章傳輸線理論
2．1傳輸線的集總元件電路模型
2．1．1傳輸線上的波傳播
2．1．2無(wú)耗傳輸線
2．2傳輸線的場(chǎng)分析
2．2．1傳輸線參量
2．2．2由場(chǎng)分析導(dǎo)出同軸線的電報(bào)方程
2．2．3無(wú)耗同軸線的傳播常數(shù)、阻抗和功率流
2．3端接負(fù)載的無(wú)耗傳輸線
2．3．1無(wú)耗傳輸線的特殊情況
2．4 Smith圓圖
2．4．1組合阻抗．導(dǎo)納的Smith圓圖
2．4．2開槽線
2．5四分之一波長(zhǎng)變換器
2．5．1阻抗觀點(diǎn)
2．5．2多次反射觀點(diǎn)
2．6源和負(fù)載失配
2．6．1負(fù)載與線匹配
2．6．2源與帶負(fù)載的線匹配
2．6．3共軛匹配
2．7有耗傳輸線
2．7．1低耗線
2．7．2無(wú)畸變的傳輸線
2．7．3端接的有耗傳輸線
2．7．4計(jì)算衰減的微擾法
2．7．5惠勒增量電感定則
參考文獻(xiàn)
習(xí)題
第3章傳輸線和波導(dǎo)
3．1 TEM、TE和TM波的通解
3．1．1 TEM波
3．1．2 TE波
3．1．3 TM波
3．1．4由電介質(zhì)損耗引起的衰減
3．2平行平板波導(dǎo)
3．2．1 TEM模
3．2．2 TM模
3．2．3 TE模
3．3矩形波導(dǎo)
3．3．1 rIE模
3．3．2 TM模
3．3．3部分加載波導(dǎo)的TEm0模
3．4圓波導(dǎo)
3．4．1 TE模
3．4．2 TM模
3．5同軸線
3．5．1 TEM模
3．5．2高階模
3．6接地介質(zhì)板上的表面波
3．6．1 TM模
3．6．2 TE模
3．7帶狀線
3．7．1傳播常數(shù)、特征阻抗和衰減的公式
3．7．2近似的靜電解
3．8微帶線
3．8．1有效介電常數(shù)、特征阻抗和衰減的計(jì)算公式
3．8．2近似的靜電解
3．9橫向諧振法
3．9．1部分加載矩形波導(dǎo)的TE模
3．10波速和色散
3．10．1群速
3．1l傳輸線和波導(dǎo)小結(jié)
3．11．1其他類型的傳輸線和波導(dǎo)
參考文獻(xiàn)
習(xí)題
第4章微波網(wǎng)絡(luò)分析
4．1阻抗和等效電壓與電流
4．1．1等效電壓與電流
4．1．2阻抗概念
4．1．3Z(ω)和Γ(ω)的奇偶性
4．2阻抗和導(dǎo)納矩陣
4．2．1互易網(wǎng)絡(luò)
4．2．2無(wú)耗網(wǎng)絡(luò)
4．3散射矩陣
4．3．1互易網(wǎng)絡(luò)與無(wú)耗網(wǎng)絡(luò)
4．3．2參考平面的移動(dòng)
4．3．3廣義散射參量
4．4傳輸(ABCD)矩陣
4．4．1與阻抗矩陣的關(guān)系
4．4．2二端口網(wǎng)絡(luò)的等效電路
4．5信號(hào)流圖
4．5．1信號(hào)流圖的分解
4．5．2 TRL網(wǎng)絡(luò)分析儀校正的應(yīng)用
4．6不連續(xù)性和模式分析
4．6．1矩形波導(dǎo)中H平面階梯的模式分析
4．7波導(dǎo)的激勵(lì)——電流和磁流
4．7．1只激勵(lì)一個(gè)波導(dǎo)模式的電流片
4．7．2任意電流源或磁流源的模式激勵(lì)
4．8波導(dǎo)激勵(lì)——小孔耦合
4．8．1通過橫向波導(dǎo)壁上小孔的耦合
4．8．2通過波導(dǎo)寬壁上小孔的耦合
參考文獻(xiàn)
習(xí)題
第5章阻抗匹配和調(diào)諧
5．1用集總元件匹配(L網(wǎng)絡(luò))
5．1．1解析解法
5．1．2 Smith圓圖解法一
5．2單短截線調(diào)諧
5．2．1并聯(lián)短截線
5．2．2串聯(lián)短截線
5．3雙短截線調(diào)諧
5．3．1 Smith圓圖解法
5．3．2解析解法
5．4四分之一波長(zhǎng)變換器
5．5小反射理論
5．5．1單節(jié)變換器
5．5．2多節(jié)變換器
5．6二項(xiàng)式多節(jié)匹配變換器
5．7切比雪夫多節(jié)匹配變換器
5．7．1切比雪夫多項(xiàng)式
5．7．2切比雪夫變換器的設(shè)計(jì)
5．8漸變傳輸線
5．8．1指數(shù)漸變
5．8．2三角形漸變
5．8．3 Klopfenstein漸變
5．9 BodeFano約束條件
參考文獻(xiàn)
習(xí)題
第6章微波諧振器
6．1串聯(lián)和并聯(lián)諧振電足各
6．1．1串聯(lián)諧振電路
6．1．2并聯(lián)諧振電路
6．1．3有載和無(wú)載Q
6．2傳輸線諧振器
6．2．1短路h／2傳輸線
6．2．2短路λ/4傳輸線
6．2．3開路λ／2傳輸線
6．3矩形波導(dǎo)諧振腔
6．3．1諧振頻率
6．3．2 TE模的Q值
6．4圓波導(dǎo)腔
6．4．1諧振頻率
6．4．2 TE模的Q
6．5介質(zhì)諧振腔
6．5．1 TE模的諧振頻率
6．6諧振腔的激勵(lì)
6．6．1臨界耦合
6．6．2縫隙耦合微帶諧振器
6．6．3小孔耦合空腔諧振器
6．7腔的微擾
6．7．1材料微擾
6．7．2形狀微擾
參考文獻(xiàn)
習(xí)題
第7章功率分配器和定向耦合器
7．1分配器和耦合器的基本特性
7．1．1三端口網(wǎng)絡(luò)(T型結(jié))
7．1．2四端口網(wǎng)絡(luò)(定向耦合器)
7．2 T型結(jié)功率分配器
7．2．1無(wú)耗分配器
7．2．2電阻性分配器
7．3 Wilkinson功率分配器
7．3．1偶一奇模分析
7．3．2不等分功率分配和N路Wilkinson分配器
7．4波導(dǎo)定向耦合器
7．4．1倍茲孑L定向耦合器
7．4．2多孔耦合器的設(shè)計(jì)
7．5正交(90°)混合網(wǎng)絡(luò)
7．5．1偶·奇模分析
7．6耦合線定向耦合器
7．6．1耦合線理論
7．6．2耦合線耦合器的設(shè)計(jì)
7．6．3多節(jié)耦合線耦合器的設(shè)計(jì)
7．7 Iange耦合器
7．8 180"混合網(wǎng)絡(luò)
7．8．1環(huán)形混合網(wǎng)絡(luò)的偶．奇模分析
7．8．2漸變耦合線混合網(wǎng)絡(luò)偶．奇模分析
7．8．3波導(dǎo)魔T
7．9其他耦合器
參考文獻(xiàn)
習(xí)題
第8章微波濾波器
8．1周期結(jié)構(gòu)
8．1．1無(wú)限長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)的分析
8．1．2有負(fù)載的周期結(jié)構(gòu)
8．1．3口圖和波速
8．2用鏡像參量法設(shè)計(jì)濾波器
8．2．1二端口網(wǎng)絡(luò)的鏡像阻抗和傳遞函數(shù)
8．2．2定k式濾波器節(jié)
8．2．3 m導(dǎo)出式濾波器節(jié)
8．2．4復(fù)合濾波器
8．3用插入損耗法設(shè)計(jì)濾波器
8．3．1用功率損耗比表征
8．3．2最平坦低通濾波器原型
8．3．3等波紋低通濾波器原型
8．3．4線性相位低通濾波器原型
8．4濾波器轉(zhuǎn)換
8．4．1阻抗和頻率定標(biāo)
8．4．2帶通和帶阻轉(zhuǎn)換
8．5濾波器的實(shí)現(xiàn)
8．5．1 N查德變換
8．5．2科洛達(dá)恒等關(guān)系
8．5．3阻抗和導(dǎo)納倒相器
8．6階躍阻抗低通濾波器
8．6．1短傳輸線段近似等效電路
8．7耦合線濾波器
8．7．1耦合線段的濾波器特性
8．7．2耦合線帶通濾波器的設(shè)計(jì)
8．8耦合諧振器濾波器
8．8．1用四分之一波長(zhǎng)諧振器的帶阻和帶通濾波器
8．8．2用電容性耦合串聯(lián)諧振器的帶通濾波器
8．8．3用電容性耦合并聯(lián)諧振器的帶通濾波器
參考文獻(xiàn)
習(xí)題
第9章鐵氧體元件的理論與設(shè)計(jì)
9．1亞鐵磁性材料的基本性質(zhì)
9．1．1磁導(dǎo)率張量
9．1．2圓極化場(chǎng)
9．1．3損耗效應(yīng)
9．1．4退磁因子
9．2鐵氧體中的平面波傳播
9．2．1在偏置場(chǎng)方向的傳播(法拉第旋轉(zhuǎn))
9．2．2垂直于偏置場(chǎng)的波傳播(雙折射)
9．3在鐵氧體加載的矩形波導(dǎo)中的波傳播
9．3．1載有單片鐵氧體的波導(dǎo)的TE模
9．3．2有兩個(gè)對(duì)稱鐵氧體片的波導(dǎo)中的TE模
9．4鐵氧體隔離器
9．4．1諧振隔離器
9．4．2場(chǎng)位移隔離器
9．5鐵氧體相移器
9．5．1非互易鎖存相移器
9．5．2其他類型的鐵氧體相移器
9．5．3回轉(zhuǎn)器
9．6鐵氧體環(huán)形器
9．6．1失配環(huán)形器的特性
9．6．2結(jié)型環(huán)形器
參考文獻(xiàn)
習(xí)題
第10章噪聲與有源射頻元件
10．1微波電路中的噪聲
10．1．1動(dòng)態(tài)范圍和噪聲源
10．1．2噪聲功率與等效噪聲溫度
10．1．3噪聲溫度的測(cè)量
10．1．4噪聲系數(shù)
10．1．5級(jí)聯(lián)系統(tǒng)的噪聲系數(shù)
10．1．6無(wú)源二端口網(wǎng)絡(luò)的噪聲系數(shù)
10．1．7失配有耗線的噪聲系數(shù)
10．2動(dòng)態(tài)范圍和交調(diào)失真
10．2．1增益壓縮
10.2.2 交調(diào)失真
10．2．3 3階截?cái)帱c(diǎn)
10．2．4動(dòng)態(tài)范圍
10．2．5級(jí)聯(lián)系統(tǒng)的截?cái)帱c(diǎn)
10．2．6無(wú)源交調(diào)
10．3 RF二極管特性
10．3．1肖特基二極管和檢波器
10．3．2 PIN 二極管和控制電路
10．3．3變?nèi)荻O管
10．3．4其他二極管
10．4 RF晶體管特性
10．4．1場(chǎng)效應(yīng)晶體管
10．4．2雙極結(jié)型晶體管
lO．5微波集成電路
10．5．1混合微波集成電路
10．5．2單片微波集成電路
參考文獻(xiàn)
習(xí)題
第ll章微波放大器設(shè)計(jì)
11．1二端口功率增益
11．1．1二端口功率增益的定義
11．1．2二端口功率增益的進(jìn)一步討論
11．2穩(wěn)定性
11．2．1穩(wěn)定性圓
11．2．2無(wú)條件穩(wěn)定的檢驗(yàn)
11．3單級(jí)晶體管放大器設(shè)計(jì)
11．3．1最大增益設(shè)計(jì)(共軛匹配)
11．3．2等增益圓和固定增益的設(shè)計(jì)
11．3．3低噪聲放大器設(shè)計(jì)
11．4寬帶晶體管放大器設(shè)計(jì)
11．4．1平衡放大器
11．4．2分布放大器
11．5功率放大器
11．5．1功率放大器的特性和放大器類型
11．5．2晶體管的大信號(hào)特性
11．5．3 A類功率放大器的設(shè)計(jì)
參考文獻(xiàn)
習(xí)題
第12章振蕩器和混頻器
12．1 RF振蕩器
12．1．1一般分析方法
12．1．2使用共發(fā)射極的雙極結(jié)型晶體管的振蕩器
12．1．3使用共柵極場(chǎng)效應(yīng)晶體管的振蕩器
12．1．4實(shí)際考慮
12．1．5晶體振蕩器
12．2微波振蕩器
12．2．1晶體管振蕩器
12．2．2介質(zhì)諧振器振蕩器
12．3振蕩器相位噪聲
12．3．1相位噪聲的表示
12．3．2振蕩器相位噪聲的Leeson模型
12．4頻率倍增器
12．4．1電抗性二極管倍頻器(ManleyRowe關(guān)系)
12．4．2電阻性二極管倍頻器
12．4．3晶體管倍頻器
12．5微波源概述
12．5．1固態(tài)源
12．5．2微波電子管
12．6混頻器
12．6．1混頻器特性
12．6．2單端二極管混頻器
12．6．3單端FET混頻器
12．6．4平衡混頻器
12．6．5鏡像抑制混頻器
12．6．6其他混頻器
參考文獻(xiàn)
習(xí)題
第13章微波系統(tǒng)導(dǎo)論
13．1天線的系統(tǒng)特征
13．1．1天線輻射的場(chǎng)和功率
13．1．2天線輻射圖特征
13．1．3天線的增益和效率
13．1．4孔徑效率和有效面積
13．1．5背景溫度和亮度溫度
13．1．6天線的噪聲溫度和G／T
13．2無(wú)線通信系統(tǒng)
，13．2．1 Friis公式
13．2．2無(wú)線接收機(jī)結(jié)構(gòu)
13．2．3微波接收機(jī)的噪聲特性
13．2．4無(wú)線系統(tǒng)
13．3雷達(dá)系統(tǒng)
13．3．1雷達(dá)方程
13．3．2脈沖雷達(dá)
13．3．3多普勒雷達(dá)
13．3．4雷達(dá)截面
13．4輻射計(jì)系統(tǒng)
13．4．1輻射計(jì)的理論和應(yīng)用
13．4．2全功率輻射計(jì)
13．4．3迪克輻射計(jì)
13．5微波傳輸
13．5．1大氣的影響
13．5．2大地的影響
13．5．3等離子體效應(yīng)
13．6其他應(yīng)用和專題
13．6．1微波加熱
13．6．2功率傳送
13．6．3生物效應(yīng)和安全性
參考文獻(xiàn)
習(xí)題
附錄
附錄A用于構(gòu)成十進(jìn)制倍數(shù)和分?jǐn)?shù)單位的詞頭
附錄B矢量分析
附錄c貝塞爾函數(shù)
附錄D其他數(shù)學(xué)結(jié)果
附錄E物理常數(shù)
附錄F某些材料的電導(dǎo)率
附錄G一些材料的介電常數(shù)和損耗角正切
附錄H一些微波鐵氧體材料的特性
附錄I標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)數(shù)據(jù)
附錄J標(biāo)準(zhǔn)同軸線數(shù)據(jù)
部分習(xí)題答案
索引