微波技術(shù)與天線

前言

　　《微波技術(shù)與天線:電磁波導(dǎo)行與輻射工程(第2版)》這本書，在講述電磁場與電磁波基本理論的基礎(chǔ)上，重點討論電磁波的導(dǎo)行傳輸與輻射傳輸及其相關(guān)問題?；陔姶挪ㄗ鳛樾畔⑤d體的基本定位，這些基本原理和技術(shù)是電子信息科學(xué)的重要組成部分，是電子信息類專業(yè)學(xué)生和工程技術(shù)人員不可缺少的知識內(nèi)容?！　”緯歉鶕?jù)作者多年來為電子信息工程、通信工程等專業(yè)本科生講授“電磁場與微波技術(shù)”、“天線原理”等課程的講稿整理、充實而成的，總結(jié)了作者多年教學(xué)和科研的實踐經(jīng)驗。本書自2004年出版以來已印刷三次，受到讀者的歡迎和好評，此次修訂保持了原書的特色，其內(nèi)容取舍更為合理，敘述語言更為準確和流暢?！　”緯悸坟炌?，注意內(nèi)容的有機聯(lián)系。在講述原理的過程中，注意現(xiàn)象的物理內(nèi)涵和必要的數(shù)學(xué)邏輯思維的有機結(jié)合，注意本課程內(nèi)容與相關(guān)專業(yè)課程和工程實際的交織和銜接，注意嚴謹性和可讀性相結(jié)合的講述方法。本書特別注重講清楚分析與解決問題的思路，講清楚工程問題的理論分析方法，講清楚分布的“場”與集總的“路”的關(guān)系?！　”緯趦?nèi)容敘述上注意由淺入深，注意書的可讀性。在每一篇的開始部分都寫了提要，在每一章之后對全章內(nèi)容進行小結(jié)，并附典型思考題。書后附錄匯集了與本課程相關(guān)的有用資料。　　本書吸收了近年來國內(nèi)同類型圖書的長處，又注意改進現(xiàn)有圖書的不足之處，是一部優(yōu)秀的教材和圖書，既可作為電子信息類大學(xué)本科生在學(xué)習電磁場與電磁波、微波技術(shù)及天線等課程的教材，也可作為相關(guān)專業(yè)本科生教學(xué)參考書或電子信息類工程技術(shù)人員參考書。

內(nèi)容概要

　　本書是在作者三十多年教學(xué)及科研實踐基礎(chǔ)上編寫而成的，系統(tǒng)講述電磁場與電磁波、微波技術(shù)、天線的基本概念、理論、分析方法和基本技術(shù)。第二版廣泛吸取了使用者的意見和建議，在保持初版基本結(jié)構(gòu)和風格的同時，對部分章節(jié)作了調(diào)整和充實，并編制了教學(xué)課件。全書包括緒篇（電磁場理論概要）、上篇（微波傳輸線與微波元件）和下篇（天線基本原理與技術(shù)），分別講述電磁場與電磁波的基本概念與規(guī)律，電磁波導(dǎo)行傳輸與控制手段，電磁波輻射傳輸及相關(guān)技術(shù)問題?！　”緯Y(jié)構(gòu)緊湊、內(nèi)容精練、體系完整、思路貫通，可作為高等院校電子信息類專業(yè)電磁場與微波技術(shù)、天線原理等課程的本科生教材，也可供相關(guān)專業(yè)的研究生和工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

緒篇　電磁場理論概要第1章　電磁場與電磁波的基本概念和規(guī)律　1.1　電磁場的四個基本矢量1.1.1　電場強度E1.1.2　高斯（Gauss）定律1.1.3　電通量密度D1.1.4　電位函數(shù)p1.1.5　磁通密度B1.1.6　磁場強度H1.1.7　磁力線及磁通連續(xù)性定理1.1.8　矢量磁位A1.2　電磁場的基本方程1.2.1　全電流定律：麥克斯韋第一方程1.2.2　法拉第一楞次（Faraday-Lenz）定律：麥克斯韋第二方程1.2.3　高斯定律：麥克斯韋第三方程1.2.4　磁通連續(xù)性原理：麥克斯韋第四方程1.2.5　電磁場基本方程組的微分形式1.2.6　不同時空條件下的麥克斯韋方程組　1.3　電磁場的媒質(zhì)邊界條件1.3.1　電場的邊界條件1.3.2　磁場的邊界條件1.3.3　理想導(dǎo)體與介質(zhì)界面上電磁場的邊界條件1.3.4　鏡像法1.4　電磁場的能量1.4.1　電場與磁場存儲的能量1.4.2　坡印廷（Poyllfing）定理　1.5　依據(jù)電磁場理論形成的電路概念1.5.1　電路是特定條件下對電磁場的簡化表示1.5.2　由電磁場方程推導(dǎo)出的電路基本定律1.5.3　電路參量1.6　電磁波的產(chǎn)生——時變場源區(qū)域麥克斯韋方程的解1.6.1　達朗貝爾（D’Alembert）方程及其解1.6.2　電流元輻射的電磁波　1.7　平面電磁波1.7.1　無源區(qū)域的時變電磁場方程1.7.2　理想介質(zhì)中的均勻平面電磁波1.7.3　導(dǎo)電媒質(zhì)中的均勻平面電磁波1.8　均勻平面電磁波在不同媒質(zhì)界面的入射反射和折射1.8.1　電磁波的極化1.8.2　均勻平面電磁波在不同媒質(zhì)界面上的垂直入射1.8.3　均勻平面電磁波在不同媒質(zhì)界面上的斜入射　本章小結(jié)習題上篇　微波傳輸線與微波元件第2章　傳輸線的基本理論　2.1　傳輸線方程及其解2.1.1　傳輸線的電路分布參量方程2.1.2　正弦時變條件下傳輸線方程的解2.1.3　對傳輸線方程解的討論2.2　無耗均勻傳輸線的工作狀態(tài)2.2.1　電壓反射系數(shù)2.2.2　傳輸線的工作狀態(tài)2.2.3　傳輸線工作狀態(tài)的測定　2.3　阻抗與導(dǎo)納廁圖及其應(yīng)用2.3.1　傳輸線的匹配2.3.2　阻抗圓圖的構(gòu)成原理2.3.3　阻抗圓圖上的特殊點和線及點的移動2.3.4　導(dǎo)納圓圖2.3.5　圓圖的應(yīng)用舉例2.4　有損耗均勻傳輸線2.4.1　線上電壓、電流、輸入阻抗及電壓反射系數(shù)的分布特性2.4.2　有損耗均勻傳輸線的傳播常數(shù)2.4.3　有損耗均勻傳輸線的傳輸功率和效率　本章小結(jié)習題二第3章　微波傳輸線　3.1　平行雙線與同軸線3.1.1　平行雙線傳輸線3.1.2　同軸線3.2　微帶傳輸線3.2.1　微帶線的傳輸模式3.2.2　微帶線的傳輸特性　3.3　矩形截面金屬波導(dǎo)3.3.1　矩形截面波導(dǎo)中場方程的求解3.3.2　對解式的討論3.3.3　矩形截面波導(dǎo)中的TElo模3.3.4　矩形截面波導(dǎo)的使用3.4　圓截面金屬波導(dǎo)3.4.1　圓截面波導(dǎo)中場方程的求解3.4.2　基本結(jié)論3.4.3　圓截面波導(dǎo)中的三個重要模式TE11、TM01與TE013.4.4　同軸線中的高次?！?.5　光波導(dǎo)3.5.1　光纖的結(jié)構(gòu)形式及導(dǎo)光機理3.5.2　單模光纖的標量近似分析本章小結(jié)　習題三第4章　微波元件及微波網(wǎng)絡(luò)理論概要　4.1　連接元件4.1.1　波導(dǎo)抗流連接4.1.2　同軸線——波導(dǎo)轉(zhuǎn)接器4.1.3　同軸線——微帶線轉(zhuǎn)接器4.1.4　波導(dǎo)——微帶線轉(zhuǎn)接器4.1.5　矩形截面波導(dǎo)——圓截面波導(dǎo)轉(zhuǎn)接器4.2　波導(dǎo)分支接頭4.2.1　E—T分支4.2.2　H—T分支4.2.3　雙T分支　4.3　波導(dǎo)R，L，C元件4.3.1　匹配負載和衰減器4.3.2　電抗元件4.4　定向耦合器4.4.1　定向耦合器的基本指標4.4.2　波導(dǎo)窄壁雙孔耦合定向耦合器　4.5　阻抗變換器與阻抗調(diào)配器4.5.1　阻抗變換器4.5.2　阻抗調(diào)配器4.6　微波諧振器4.6.1　角柱腔——從傳輸模到諧振模4.6.2　圓柱腔　4.7　微波鐵氧體元件4.7.1　微波鐵氧體的物理特性4.7.2　場移式隔離器4.7.3　環(huán)流器4.8　微波元件等效為微波網(wǎng)絡(luò)4.8.1　構(gòu)成微波網(wǎng)絡(luò)必須考慮的一些問題4.8.2　二端口微波網(wǎng)絡(luò)　4.9　微波網(wǎng)絡(luò)的散射參量與傳輸參量4.9.1　散射參量4.9.2　傳輸參量4.10　二端口微波網(wǎng)絡(luò)參量4.10.1　二端口微波網(wǎng)絡(luò)參量的相互轉(zhuǎn)換4.10.2　特定情況下二端口微波網(wǎng)絡(luò)參量的性質(zhì)4.10.3　基本單元二端口微波網(wǎng)絡(luò)的參量4.10.4　微波網(wǎng)絡(luò)參量的測定　4.11　微波網(wǎng)絡(luò)的外特性參量4.11.1　電壓傳輸系數(shù)4.11.2　插入衰減L4.11.3　插入相移4.11.4　輸入駐波比p本章小結(jié)　習題四下篇　天線基本原理與技術(shù)第5章　天線理論基礎(chǔ)　5.1　電流元的輻射場5.2　行波長線天線　5.3　自由空間中的對稱振子天線5.3.1　對稱振子上的電流5.3.2　對稱振子天線的輻射場5.4　發(fā)射天線的電特性參量5.4.1　天線的方向性特性參量5.4.2　天線輻射波的極化5.4.3　天線的輻射功率與輻射電阻5.4.4　天線的方向系數(shù)和增益5.4.5　天線的輸入阻抗5.4.6　天線的有效長度5.4.7　天線的工作頻帶寬度　5.5　接收天線5.5.1　接收天線接收電磁波的物理過程5.5.2　天線的互易定理5.5.3　天線的有效接收面積5.5.4　付里斯（Friis）傳輸公式5.5.5　接收天線的等效噪聲溫度5.6　天線陣列5.6.1　二元天線陣列5.6.2　N元均勻直線陣列5.6.3　圓陣5.6.4　面陣、體陣和連續(xù)元陣5.6.5　對稱振子陣列的輸入阻抗　5.7　相控陣與智能天線的基本原理5.7.1　相控天線陣列5.7.2　智能天線的基本原理——波束形成5.8　地面對天線特性的影響5.8.1　遠離地面架設(shè)的天線5.8.2　近地架設(shè)的天線　5.9　離散陣列中其他常用單元線狀天線5.9.1　折合振子5.9.2　圓環(huán)天線5.10　以時變電場和時變磁場為源的基本輻射元5.10.1　基本口徑面輻射源——惠更斯（Huygens）元5.10.2　基本隙縫輻射元　本章小結(jié)習題五第6章　工程中常用的典型天線　6.1　電磁波在自然環(huán)境中的傳播6.1.1　地表面波（地波）傳播6.1.2　電離層反射（天波）傳播6.1.3　直視（空間波）傳播6.1.4　各波段電磁波的傳播6.2　直立天線6.2.1　直立天線的輻射場與方向性6.2.2　直立天線的特性參量6.2.3　直立天線性能的改善　6.3　水平偶極天線6.3.1　方向函數(shù)與方向圖6.3.2　基本特性參數(shù)6.3.3　天線架設(shè)參數(shù)的選擇6.4　菱形天線6.4.1　菱形天線的構(gòu)成及基本工作原理6.4.2　菱形天線的架設(shè)　6.5　引向天線6.5.1　引向天線的工作原理6.5.2　輻射特性的分析計算方法6.5.3　引向天線特性參量的近似計算6.6　螺旋天線6.6.1　螺旋天線的結(jié)構(gòu)與輻射模式6.6.2　軸向輻射模式螺旋天線的方向性　6.7　正交振子與電視發(fā)射天線6.7.1　正交振子的輻射6.7.2　翼面振子6.8　移動通信用天線6.8.1　手持機（移動臺）用天線6.8.2　基站臺用天線　6.9　波導(dǎo)隙縫陣列天線6.9.1　隙縫天線6.9.2　波導(dǎo)隙縫天線陣列6.10　微帶貼片天線的基本原理6.10.1　矩形貼片微帶輻射元6.10.2　微帶貼片天線的饋電　6.11　口徑面天線6.11.1　波導(dǎo)終端口徑面的輻射特性6.11.2　電磁喇叭6.11.3　拋物反射面天線6.11.4　雙反射面天線本章小結(jié)　習題六附錄附錄A　矢量運算公式附錄B　矩形截面波導(dǎo)參數(shù)附錄C　圓截面波導(dǎo)參數(shù)附錄D　平行雙線與同軸線的分布參數(shù)附錄E　常用硬同軸線參數(shù)附錄F　常用射頻同軸電纜參數(shù)附錄G　常用金屬導(dǎo)體材料性能附錄H　常用介質(zhì)材料性能附錄I　電離層的基本參數(shù)附錄J　電磁波頻譜劃分附錄K　微波波段劃分附錄L　民用電磁波頻率參考文獻

章節(jié)摘錄

　　緒篇　電磁場理論概要　　提要：導(dǎo)行與輻射傳輸?shù)碾姶挪ǎ乾F(xiàn)代通信技術(shù)中的基本信息載體，在研究電磁波導(dǎo)行與輻射傳輸問題之時，應(yīng)先建立關(guān)于電磁場與電磁波的基本概念，然后熟知它們遵循的基本規(guī)律，繼而掌握它們在信息傳輸中的運用。本篇作為全書的基礎(chǔ)篇，對電磁場理論只作簡要的講述，而不追求電磁學(xué)自身理論體系的完整?！　”酒唧w內(nèi)容為，在總括電磁現(xiàn)象基本規(guī)律的基礎(chǔ)上，重點研討在不同時空條件下，特別是在正弦時變情況下，麥克斯韋方程的表述形式及媒質(zhì)界面上電場、磁場服從的規(guī)律。電信技術(shù)中場與波的根本問題是求解場在空間的分布。對靜電場（含恒流電場）及恒流磁場的講述，在本書中旨在建立概念、訓(xùn)練方法和求算電路參量；而重點在于對正弦時變電磁場于無源區(qū)域和有源區(qū)域求解問題的研討，為電磁波導(dǎo)行及輻射問題的研究做好鋪墊。

編輯推薦

　　結(jié)構(gòu)緊湊、內(nèi)容精練、體系完整、思路貫通，可作為高等院校電子信息類專業(yè)電磁場與微波技術(shù)、天線原理等課程的本科生教材，也可供相關(guān)專業(yè)的研究生和工程技術(shù)人員參考。

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