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第1章　绪论1

1.1　微波及其特点1

1.1.1　微波的概念及波段划分1

1.1.2　微波的特性2

1.2　微波技术的发展和应用3

1.2.1　微波技术的发展3

1.2.2　微波技术的应用4

1.3　微波技术的研究方法和基本内容5

本章提要6

习题6

第2章　传输线理论7

2.1 引言7

2.1.1　传输线的种类7

2.1.2　分布参数及分布参数电路8

2.2　传输线方程及其解10

2.2.1　传输线方程10

2.2.2　传输线方程的解11

2.2.3　入射波和反射波13

2.3　传输线的特性参量13

2.3.1　传播常数14

2.3.2　特性阻抗14

2.3.3　相速和相波长15

2.3.4　输入阻抗16

2.3.5　反射系数17

2.3.6　驻波比和行波系数18

2.3.7　传输功率21

2.4 均匀无耗传输线工作状态的分析21

2.4.1　行波状态（无反射情况）22

2.4.2　驻波状态（全反射情况）22

2.4.3　行驻波状态（部分反射情况）28

2.5　阻抗圆图及其应用31

2.5.1 阻抗圆图32

2.5.2　导纳圆图36

2.5.3　圆图的应用举例37

2.6　传输线的阻抗匹配40

2.6.1　阻抗匹配的概念40

2.6.2　阻抗匹配的方法41

2.7　传输线的计算机辅助计算48

本章提要56

习题57

第3章　微波传输线62

3.1 引言62

3.2　交变电磁场基本关系式63

3.2.1　麦克斯韦方程组63

3.2.2　边界条件64

3.2.3　交变电磁场的能量关系65

3.3　理想导波系统的一般理论65

3.3.1　TM波65

3.3.2　TE波68

3.3.3　TEM波69

3.4　导波系统的传输特性71

3.4.1　传播常数和截止波长71

3.4.2　波的传播速度和色散72

3.4.3　波阻抗74

3.4.4　传输功率及损耗75

3.5　矩形波导75

3.5.1　矩形波导中传输波型及其场分量76

3.5.2　矩形波导中电磁波型的传输特性79

3.5.3　矩形波导中TE10模的特性82

3.5.4　矩形波导中TE10模的激励87

3.5.5　矩形波导中传输功率和功率容量88

3.6　圆波导89

3.6.1　TM波场分量表达式91

3.6.2　TE波场分量表达式92

3.6.3　截止波长及波型简并93

3.6.4　圆波导中的三个主要模式94

3.7　同轴线96

3.7.1　同轴线传输主模——TEM模96

3.7.2　同轴线中的高次模98

3.8　带状线100

3.8.1　特性参量101

3.8.2　带状线尺寸的确定105

3.9　微带线105

3.9.1　微带线传输的主模106

3.9.2　微带线的特性参量106

3.9.3　微带线的色散特性和尺寸设计考虑110

3.10　耦合带状线和耦合微带线110

本章提要116

习题116

第4章　微波网络基础119

4.1　引言119

4.2　波导等效为平行双线120

4.3　微波元件等效为微波网络122

4.3.1　网络参考面的选择122

4.3.2　不均匀区等效为微波网络123

4.3.3　微波网络的特性125

4.4　二端口微波网络126

4.4.1　二端口微波网络的网络参量126

4.4.2　二端口微波网络参量的相互转换131

4.4.3　二端口微波网络参量的性质131

4.4.4　无耗互易二端口网络的基本特性134

4.5　基本电路单元的参量矩阵135

4.6　二端口微波网络的组合及参考面移动的影响139

4.6.1　二端口微波网络的组合139

4.6.2　参考面移动对二端口网络参量的影响141

4.7　二端口微波网络的工作特性参量143

4.7.1　电压传输系数T143

4.7.2　插入衰减A143

4.7.3　插入相移θ144

4.7.4　输入驻波比ρ145

4.8　多端口微波网络145

4.8.1 多端口网络的网络参量145

4.8.2　无耗互易三端口的基本特性146

4.8.3　无耗互易四端口的基本特性147

4.9　微波网络的信号流图148

4.9.1　信号流图的建立149

4.9.2　信号流图的简化法则及其应用示例150

本章提要152

习题153

第5章　常用微波元件157

5.1　引言157

5.2　波导中的电抗元件158

5.2.1 电容膜片158

5.2.2　电感膜片159

5.2.3　谐振窗159

5.2.4　螺钉160

5.3　连接元件和终端负载161

5.3.1　连接元件161

5.3.2　终端负载164

5.4　衰减器和移相器166

5.4.1　衰减器166

5.4.2　移相器168

5.5　阻抗变换器168

5.5.1　单节λ/4阻抗变换器169

5.5.2　多节阶梯阻抗变换器171

5.5.3　渐变线阻抗变换器172

5.6　定向耦合器174

5.6.1　定向耦合器的技术指标174

5.6.2　波导型定向耦合器176

5.6.3 平行耦合线定向耦合器177

5.6.4　分支定向耦合器182

5.7　微带功分器184

5.8　波导匹配双T185

5.8.1　波导的T形接头185

5.8.2　普通双T和匹配双T187

5.9　微波滤波器189

5.9.1 利用λ/4传输线并联电抗元件的滤波器191

5.9.2　利用高、低阻抗线构成的滤波器192

5.10　微波谐振器195

5.10.1 谐振器的电磁能量关系及品质因数Q196

5.10.2　同轴谐振腔198

5.10.3　矩形谐振腔201

5.10.4　圆柱谐振腔202

5.10.5　微带谐振器205

5.10.6　谐振腔的等效电路207

5.11　微波铁氧体元件210

5.11.1　正、负圆极化波210

5.11.2　圆极化波作用下铁氧体的重要特性211

5.11.3　微波铁氧体元件212

5.12　微波集成电路简介214

5.12.1 电容215

5.12.2　电感217

5.12.3　电阻220

5.12.4　谐振回路220

5.12.5　滤波器222

5.12.6　微波集成电路举例224

本章提要227

习题228

第6章　微波电路计算机辅助分析233

6.1　引言233

6.2　待定导纳矩阵分析234

6.2.1　待定导纳矩阵定义234

6.2.2　待定导纳矩阵性质235

6.2.3　待定导纳矩阵的建立方法和分布参数元件的待定导纳矩阵236

6.2.4　多端网络组合的待定导纳矩阵242

6.2.5　待定导纳矩阵的化简246

6.2.6　程序设计举例251

6.3　转移矩阵分析270

6.3.1　多级级联270

6.3.2　并联分支链271

6.3.3　串联分支链274

6.3.4　矩阵链并联275

6.3.5　矩阵链串联276

6.3.6　矩阵的串并联与并串联278

6.3.7　电路外特性参数的计算279

6.3.8　程序设计举例280

6.4　散射矩阵分析291

6.4.1 二端口网络级联的S参数291

6.4.2　多端口网络互联的S参数293

6.4.3　多端口S矩阵的端口化简299

本章提要302

习题302

第7章 微波电路计算机辅助设计306

7.1 引言306

7.2　微波电路的最优化设计308

7.2.1　引言308

7.2.2　最优化设计的基本原理308

7.3　目标函数310

7.3.1 目标函数表达式310

7.3.2 目标函数的极小和最小313

7.3.3　最优化方法概述316

7.4　无约束最优化的梯度法317

7.4.1　最速下降法318

7.4.2　牛顿法320

7.4.3　DFP变尺度法322

7.5　无约束最优化的直接方法325

7.5.1　单纯形法325

7.5.2　共轭方向法328

7.6　有约束条件的最优化方法330

7.6.1　外罚函数法331

7.6.2　内罚函数法334

7.7　最优化设计实例335

7.7.1 多层折线圆极化器的等效网络335

7.7.2　超宽带折线圆极化器的优化设计过程337

7.8　微波电路敏感度分析340

7.8.1　引言340

7.8.2　敏感度的定义340

7.8.3　敏感度的直接计算法343

本章提要346

习题347

第8章　HFSS微波仿真349

8.1　HFSS基本介绍349

8.1.1　HFSS发展历程349

8.1.2　HFSS仿真原理350

8.1.3　HFSS仿真过程350

8.1.4　HFSS的主要功能351

8.1.5　HFSS的应用领域351

8.2　HFSS软件系统354

8.2.1　软件设计环境354

8.2.2　基本操作356

8.3　HFSS微波仿真范例358

8.3.1　波导腔体内场分析358

8.3.2　波导腔体内场优化371

8.3.3　天线远场特性分析378

8.3.4　贴片天线的特性分析及优化386

8.3.5　带通滤波器的设计397

本章提要405

附录406

附录一　矢量分析公式406

附录二　矩阵运算简介408

附录三　国产矩形波导管参数表412

附录四　常用硬同轴线特性参数414

附录五　常用同轴射频电缆特性参数414

附录六　常用导体材料的特性参数415

附录七　常用介质材料的特性参数415

参考文献416