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0 绪论1

0.1 微波及其特点1

0.2 微波技术的研究方法3

0.3 天线与无线电波传播4

0.4 本课程的体系结构5

第1章 微波传输线理论6

1.1 长线与分布参数7

1.1.1 电长度与长线和短线7

1.1.2 集总参数与分布参数7

1.2 均匀传输线方程8

1.2.1 均匀传输线等效电路8

1.2.2 均匀传输线方程9

1.2.3 均匀传输线方程的解10

1.3 传输线的特性参数和状态参数12

1.3.1 传输线的特性参数12

1.3.2 传输线的状态参数15

1.4 均匀无耗传输线的工作状态17

1.4.1 行波状态17

1.4.2 纯驻波状态18

1.4.3 行驻波状态22

1.5 传输线的传输功率、效率和损耗24

1.5.1 传输功率与效率24

1.5.2 回波损耗与插入损耗25

1.5.3 传输线的功率容量25

1.6 阻抗匹配26

1.6.1 匹配状态26

1.6.2 匹配方法28

1.7 Smith圆图33

1.7.1 阻抗的归一化33

1.7.2 反射系数图33

1.7.3 阻抗圆图34

1.7.4 导纳圆图37

1.7.5 圆图的应用38

1.8 同轴线的分布参数与特性阻抗42

1.8.1 分布参数与我阻抗42

1.8.2 同轴线的等效电路44

1.8.3 同轴线结构与特性阻抗的关系44

本章小结46

习题46

第2章 规则波导50

2.1 规则波导中的场50

2.1.1 直角坐标中的纵向分量法52

2.1.2 圆柱坐标中的纵向分量法53

2.2 波导的传输特性55

2.2.1 导行波的传输特性55

2.2.2 导行波的分类57

2.3 矩形波导57

2.3.1 矩形波导中的场58

2.3.2 矩形波导的传输特性60

2.3.3 矩形波导的主模TE10模62

2.3.4 矩形波导截面尺寸的选择66

2.4 圆形波导67

2.4.1 圆形波导中的场68

2.4.2 圆波导的传输特性70

2.4.3 几种常用模式72

2.5 同轴线的场分析74

2.5.1 同轴线的TEM模74

2.5.2 同轴线的高次模77

2.6 波导的激励与耦合77

2.6.1 电激励77

2.6.2 磁激励78

2.6.3 电流激励78

本章小结78

习题79

第3章 微波集成传输线81

3.1 带状线81

3.1.1 带状线传输特性参数82

3.1.2 带状线的衰减常数α84

3.1.3 带状线的尺寸选择85

3.2 微带线85

3.2.1 微带线传输特性参数86

3.2.2 微带线的衰减常数α88

3.2.3 微带线的色散特性89

3.2.4 高次模与微带线尺寸的选择89

3.2.5 耦合微带线91

3.3 介质波导93

3.3.1 圆形介质波导93

3.3.2 介质镜像线97

3.3.3 H形波导97

3.4 光纤98

3.4.1 光纤的种类98

3.4.2 光纤的基本参数100

3.4.3 光纤的传输特性101

本章小结102

习题102

第4章 微波网络初步104

4.1 广义传输线104

4.2 单端口网络107

4.3 双端口网络107

4.3.1 阻抗参量107

4.3.2 导纳参量109

4.3.3 转移参量110

4.3.4 散射参量111

4.3.5 传输参量112

4.4 网络各参量之间的关系113

4.4.1 散射参量与转移参量113

4.4.2 散射参量与反射系数115

4.5 多端口网络的散射矩阵116

4.6 互易、对称、无耗网络117

4.6.1 互易网络117

4.6.2 对称网络117

4.6.3 无耗网络118

4.7 网络的组合119

4.7.1 网络的级联119

4.7.2 串联-串联120

4.7.3 并联-并联121

4.8 基本单元电路的网络参量121

4.9 微波网络的外特性参量123

4.9.1 电压传输参数123

4.9.2 插入损耗与插入相移124

4.9.3 输入驻波比和回波损耗124

4.10 散射参量的三点测量法125

本章小结126

习题126

第5章 微波元器件129

5.1 连接匹配元件129

5.1.1 终端负载元件129

5.1.2 微波连接元件131

5.1.3 衰减与相移元件134

5.1.4 阻抗匹配元件136

5.2 功率分配元器件139

5.2.1 定向耦合器139

5.2.2 功率分配器143

5.2.3 波导分支器145

5.3 微波谐振器件148

5.3.1 微波谐振器件的演化过程149

5.3.2 微波谐振器件的基本参量149

5.3.3 同轴线谐振器152

5.3.4 金属空腔谐振器154

5.3.5 微带谐振器157

5.3.6 介质谐振器158

5.3.7 谐振器的耦合和激励159

5.4 微波滤波器160

5.4.1 滤波器的衰减特性160

5.4.2 微带滤波器160

5.4.3 同轴线滤波器161

5.4.4 波导滤波器162

5.4.5 陶瓷介质滤波器162

5.5 微波铁氧体器件162

5.5.1 铁氧体材料的特性163

5.5.2 隔离器163

5.5.3 环行器165

5.5.4 其他铁氧体器件167

本章小结168

习题168

第6章 天线的辐射与接收170

6.1 基本阵子的辐射170

6.1.1 电基本振子170

6.1.2 磁基本振子173

6.2 天线的电参数174

6.2.1 发射天线特性175

6.2.2 接收天线特性180

本章小结182

习题182

第7章 线天线183

7.1 对称振子天线183

7.1.1 对称天线特性185

7.1.2 半波振子天线188

7.2 阵列天线188

7.2.1 二元阵189

7.2.2 N元直线阵191

7.3 直立与水平振子天线195

7.3.1 直立振子天线195

7.3.2 水平振子天线197

7.4 引向天线与电视天线201

7.4.1 引向天线原理201

7.4.2 电视发射天线205

7.5 移动通信基站天线206

7.5.1 移动基站天线的特点206

7.5.2 移动基站天线的结构207

7.6 螺旋天线208

7.6.1 法向模螺旋天线208

7.6.2 轴向模螺旋天线209

7.7 行波天线210

7.7.1 行波单导线天线211

7.7.2 V形和菱形天线211

7.8 宽频带天线212

7.8.1 非频变天线的条件212

7.8.2 平面等角螺旋天线213

7.8.3 对数周期天线213

7.9 缝隙天线214

7.9.1 理想缝隙天线的辐射场214

7.9.2 波导缝隙天线215

7.10 微带天线216

7.10.1 微带天线结构216

7.10.2 微带天线辐射原理217

7.10.3 辐射场及方向函数217

7.11 智能天线218

7.11.1 自适应天线219

7.11.2 智能天线219

本章小结220

习题221

第8章 面天线222

8.1 Huygens元的辐射222

8.2 平面口径的辐射223

8.2.1 矩形口径的辐射场224

8.2.2 圆形口径的辐射场226

8.2.3 口径场不同相位时对辐射的影响227

8.3 旋转抛物面天线228

8.3.1 抛物面天线的工作原理228

8.3.2 抛物面天线的辐射特性229

8.3.3 天线的馈源233

8.3.4 抛物面天线的偏焦特性及应用233

8.4 Cassegrain天线234

8.4.1 Cassegrain天线的几何特性234

8.4.2 Cassegrain天线的几何参数235

8.4.3 Cassegrain天线的等效抛物面235

8.5 有效接收面积和Friis传输公式236

8.5.1 有效接收面积236

8.5.2 Friis传输公式237

本章小结237

习题238

第9章 电波传播概要239

9.1 电波传播基本概念239

9.1.1 自由空间中的电波传播239

9.1.2 传输媒质对电波传播的影响239

9.1.3 干扰与噪声241

9.2 地面波传播242

9.2.1 地面电性参数242

9.2.2 地面波传播特性242

9.3 天波传播243

9.3.1 电离层与电波传播243

9.3.2 天波传播模式246

9.3.3 短波的天波传播特性247

9.4 视距传播248

9.4.1 传播主区和Fresnel区248

9.4.2 地面对电波的影响249

9.4.3 大气对电波的影响252

9.4.4 视距传播特征254

9.5 散射传播254

本章小结255

习题255

第10章 微波电路与天线实验256

10.1 微波电路实验256

实验一 微波测量系统的基本认知256

实验二 测量线的使用及波长的测量258

实验三 驻波比及反射系数的测量261

实验四 阻抗的测量263

实验五 双端口微波网络参数及测量265

10.2 天线实验267

实验六 天线方向图的测量267

实验七 天线增益的测量271

附录1273

1.1 第二、三种边界条件传输线方程的解273

1.1.1 第二种边界条件273

1.1.2 第三种边界条件273

1.2 分贝（dB）制274

1.3 函数的周期274

1.3.1 三角函数的周期274

1.3.2 两函数之和的周期275

1.4 几种双导体传输线的分布参数275

1.5 有关电磁学常数275

1.6 实用的Smith圆图276

1.7 同轴线特性参量277

1.7.1 常用硬同轴线特性参量277

1.7.2 常用同轴射频电缆特性参量277

附录2278

2.1 标准矩形波导参数278

2.2 柱谐函数的性质和曲线279

2.2.1 函数的性质279

2.2.2 函数的曲线279

2.3 Bessel函数的部分根279

2.3.1 前m阶J′m（umn）的部分根279

2.3.2 前m阶Jm（vmn）的部分根279

2.4 Bessel函数的积分280

附录3281

3.1 保角变换281

3.2 微带线中的纵向分量283

附录4285

4.1 色散波中的等效特性阻抗285

4.2 参考面移动对散射参量的影响286

4.2.1 两参考面向外移动286

4.2.2 两参考面向内移动287

4.2.3 两参考面分别向内向外移动288

4.2.4 其他情况288

4.3 无耗网络［S］T［S］＊＝［1］的证明288

附录5290

5.1 微波元器件按变换性质分类290

5.2 魔T在微波工程中的应用290

5.2.1 魔T对任意负载的调配（E-H调配器）290

5.2.2 魔T构成微波电桥290

5.2.3 魔T构成任意移相器291

5.2.4 双联魔T做雷达收发开关291

5.3 电抗元件291

5.3.1 膜片292

5.3.2 谐振窗293

5.3.3 销钉293

5.3.4 螺钉调配器294

附录6295

6.1 静态偶极子的场295

6.1.1 静电偶极子的电场295

6.1.2 恒定电流元的磁场295

6.2 对偶原理296

6.3 互易原理297

附录7300

7.1 镜像原理（理想导电面）300

7.2 镜像原理（理想导磁面）302

附录8303

8.1 Huygens-Fresnel原理303

8.1.1 Kirchhoff公式303

8.1.2 Green函数解304

8.2 等效原理304

附录9306

9.1 无线电波谱306

9.2 各频段的主要信道模式、传播特性和典型应用306

参考文献308