微波與光導(dǎo)波技術(shù)教程

內(nèi)容概要

微波與光導(dǎo)波技術(shù)要用到較多的數(shù)學(xué)，有時(shí)還不易理解，如何用工程技術(shù)人員熟悉的語言描述微波與光波的傳播是很值得研究的問題。本課程從麥克斯韋（Maxwell）方程出發(fā)證明，就波的縱向傳播而言，各類波導(dǎo)都可用傳輸線等效；而在與波傳播方向垂直的橫向，可用一網(wǎng)絡(luò)表示，波導(dǎo)的等效電路模型在本書分析各類波導(dǎo)時(shí)反復(fù)得到應(yīng)用，其優(yōu)點(diǎn)是便于已熟悉阿絡(luò)理論與技術(shù)的電子工程技術(shù)人員理解，各類實(shí)用的微波、光波導(dǎo)，尤其與器件連接的部分，邊界條件很復(fù)雜，解析解很難得到，一般要借助計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)值模擬。電磁問題的數(shù)值模擬在微波與光導(dǎo)波技術(shù)研究中越來越重要，本書盡力把所研究的問題表示成計(jì)算機(jī)可求解的形式，并推薦Matlab作為首選的應(yīng)用軟件，如讀者需要，作者可提供部分?jǐn)?shù)值模擬程序。本教材作業(yè)分兩部分：習(xí)題以理解課程內(nèi)容為主，專題研究側(cè)重于應(yīng)用本課程知識(shí)解決實(shí)際問題，從我們的教學(xué)實(shí)踐看，專題研究得到學(xué)生的普遍歡迎，有利于學(xué)生知識(shí)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

書籍目錄

1 緒論    1.1 電磁波譜    1.2 微波與光波的發(fā)展歷史及其應(yīng)用    1.3 本課程的結(jié)構(gòu)安排    習(xí)題一  2 傳輸線基本理論與圓圖    2.1 平行雙導(dǎo)線傳輸線    2.2 同軸線傳輸線    2.3 色散與群速    2.4 傳輸線特征量沿傳輸線的變換    2.5 傳輸功率與傳輸效率    2.6 傳輸線圓圖    2.7 傳輸線圓圖應(yīng)用舉例    2.8 阻抗匹配及阻抗匹配器    習(xí)題二  3 麥克斯韋方程及波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的傳輸線模型    3.1 麥克斯韋方程與物質(zhì)的結(jié)構(gòu)方程    3.2 時(shí)諧電磁場(chǎng)的坡印廷定理    3.3 邊界條件和唯一性定理    3.4 波導(dǎo)的傳輸線模型    3.5 均勻介質(zhì)的傳輸線模型及其平面波解    3.6 介質(zhì)交界面的等效電路模型及其對(duì)平面波的反射與折射    3.7 單層平板介質(zhì)的等效電路模型及其對(duì)平面波的反射與透射    習(xí)題三  4 柱形金屬波導(dǎo)    4.1 矩形波導(dǎo)的傳輸線模型及其解    4.2 矩形波導(dǎo)的模式與場(chǎng)分布    4.3 矩形波導(dǎo)的色散特性與特征阻抗.等效阻抗    4.4 矩形波導(dǎo)傳輸?shù)拿}沖功率容量與損耗    4.5 圓波導(dǎo)    4.6 同軸線中高次模    4.7 柱形波導(dǎo)元件    習(xí)題四  5 介質(zhì)光波導(dǎo)    5.1 橫向諧振原理    5.2 單層平板介質(zhì)光波導(dǎo)    5.3 多層平板介質(zhì)光波導(dǎo)    5.4 條形介質(zhì)光波導(dǎo)的近似分析    5.5 介質(zhì)波導(dǎo)側(cè)面不連續(xù)效應(yīng)的定性分析    5.6 光纖傳播特性的射線分析    5.7 光纖傳輸特性的波動(dòng)分析    5.8 光纖的損耗特性    5.9 光纖傳輸系統(tǒng)中無源光器件    習(xí)題五  6 微帶、鰭線與共面波導(dǎo)    6.1 結(jié)構(gòu)與應(yīng)用特點(diǎn)    6.2 橫向有源等效網(wǎng)絡(luò)與橫向諧振    6.3 譜域法    6.4 色散特性.等效阻抗與損耗    6.5 微帶.鰭線與共面波導(dǎo)的工程設(shè)計(jì)    6.6 微帶線應(yīng)用    6.7 微帶線與同軸線及矩形波導(dǎo)的過渡    習(xí)題六  7 周期結(jié)構(gòu)    7.1 周期結(jié)構(gòu)的一般性質(zhì)    7.2 周期層狀介質(zhì)    7.3 正弦變化的周期介質(zhì)    7.4 非對(duì)稱周期金屬柵及梳形慢波線    7.5 介質(zhì)柵天線    7.6 金屬柵加載毫米波介質(zhì)天線    7.7 光纖光柵    習(xí)題七  8 諧振器    8.1 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其等效電路    8.2 諧振器的特征參數(shù)    8.3 空腔諧振器    8.4 微帶諧振器    8.5 介質(zhì)諧振器    8.6 開放式諧振器    8.7 諧振器與傳輸線的耦合    習(xí)題八  9 波導(dǎo)器件的等效網(wǎng)絡(luò)分析    9.1 波導(dǎo)器件的分類與等效網(wǎng)絡(luò)表示    9.2 N端口網(wǎng)絡(luò)輸入.輸出關(guān)系的矩陣表示    9.3 無源.互易和無耗網(wǎng)絡(luò)矩陣特性    9.4 波導(dǎo)器件的等效網(wǎng)絡(luò)矩陣特性    習(xí)題九  10 波導(dǎo)器件等效網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的數(shù)值模擬  10.1 兩多層介質(zhì)波導(dǎo)交界面階躍不連續(xù)的等效網(wǎng)絡(luò)表示及其變換    10.2 諧振法數(shù)值模擬波導(dǎo)器件的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)    10.3 時(shí)域有限差分(FD-TD)方法的基本原理    10.4 FD-TD法模擬微帶器件的等效網(wǎng)絡(luò)參數(shù)    習(xí)題十  附錄  1 磁化鐵氧體中的平面波及鐵氧體波導(dǎo)器件    2 坐標(biāo)與算符    3 矢量恒等關(guān)系  主要參考文獻(xiàn)

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