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本书为作者20年的教学经验积累，参阅了大量国外经典教材，配书教案（PPT）可到清华大学出版社网站本书页面下载。本书特色如下：? 按照认知规律编排内容，注重知识的系统性和逻辑性；对基础概念和重要理论讲解透彻，便于理解和掌握，易教易学。? 注重教材的实践性，从技术应用和器件设计两个角度论述基础知识，对重要知识点的基本应用进行了介绍。? 在系统阐述基本理论的基础上，进一步介绍了典型的微波无源器件设计，给出了设计原理、设计方法、设计实例与仿真等，从多方面加强对学生设计能力的培养，有利于提高学生工程应用的实践能力。? 各章均配有丰富的练习题，包括分析和设计两种类型，并提供了习题参考答案。? 对于书中首次出现的重要专业技术词汇，均给出了英文注释，有利于提高学生阅读英文文献的能力。
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| 內容簡介： |
本书系统论述了微波技术与微波器件的基本理论及应用。本书共分10章，分别介绍了各种形式的微波传输线、基本微波元件、微波谐振腔、微波网络基础、微波定向耦合器和微波铁氧体器件，阻抗匹配电路、阻抗变换器、微波功率分配器和微波滤波器的设计方法，微波功率、频率、驻波比、波导波长、阻抗和衰减的测量方法，以及定向耦合器特性的测量方法等。
本书内容丰富，包含了微波技术的主要基础理论知识和主要微波无源器件的设计理论和方法，并对专业技术词汇进行了英文标注，较全面地给读者提供必要的知识，适合作为高等学校本科电子信息工程、通信工程、电子科学与技术和微波技术等专业学生的教材或参考书。书中含有微波器件设计所需的设计公式及图表等，因此本书也可供从事微波射频等相关工作的科研及工程技术人员参考。
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| 目錄：
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目录
前言Ⅴ
第0章绪论
0.1微波的基本概念
0.2微波的特点
0.3微波技术的发展与应用
0.3.1微波技术的发展
0.3.2微波技术的应用
0.4微波电路的CAD软件
第1章微波传输线理论
1.1微波传输线的基本概念
1.1.1微波传输线的分类
1.1.2微波传输线的分析方法
1.2长线理论
1.2.1基本概念
1.2.2传输线方程及其解
1.3传输线的特性参数和状态参量
1.3.1传输线的特性参数
1.3.2状态参量
1.4无耗传输线的工作状态
1.4.1匹配状态
1.4.2全反射状态
1.4.3部分反射状态
1.5圆图
1.5.1阻抗圆图
1.5.2导纳圆图
1.5.3阻抗与导纳在圆图上的换算
1.5.4圆图的应用举例
1.6阻抗匹配
1.6.1阻抗匹配的概念
1.6.2负载阻抗匹配的方法
1.7传输线理论的适用范围
习题
第2章各种形式的微波传输线
2.1概论
2.2平行双线
2.3同轴线
2.3.1同轴线中的TEM模
2.3.2同轴线中的高次模
2.3.3功率容量与损耗
2.3.4同轴线尺寸的选择
2.4矩形波导
2.4.1矩形波导的结构与场分布
2.4.2矩形波导的基本特性参数
2.5圆形波导
2.5.1圆形波导的传输特性
2.5.2圆形波导中的三个主要模式及其应用
2.6介质波导
2.7微带线
2.7.1微带线的结构
2.7.2微带线中的工作模式
2.7.3微带线的特性阻抗
2.8平行耦合微带线
2.8.1概述
2.8.2奇偶模参量法
2.8.3用奇偶模参量法求平行耦合微带线的特性参量
2.8.4平行耦合微带线节
2.9共面波导和基片集成波导
2.9.1共面波导
2.9.2基片集成波导
2.10微波传输线中波的激励与模式转换
2.10.1激励器
2.10.2模式转换器
习题
第3章基本微波元件和阻抗变换器
3.1概论
3.2微波电阻性元件
3.2.1吸收式衰减器
3.2.2极化衰减器
3.2.3截止式衰减器
3.2.4匹配负载
3.3微波电抗性元件
3.3.1波导不连续性及波导元件的实现方法
3.3.2微带不连续性及微带元件的实现方法
3.4微波移相器
3.5极化变换器
3.6抗流式连接元件
3.7阻抗变换器
习题
第4章微波谐振腔
4.1概论
4.2谐振腔的基本参量
4.3矩形谐振腔
4.4圆柱形谐振腔
4.5同轴谐振腔和微带谐振器
4.5.1同轴谐振腔
4.5.2微带谐振器
4.6谐振腔的调谐、激励与耦合
4.6.1谐振腔的调谐
4.6.2谐振腔的激励与耦合
4.7谐振腔的等效电路和它与外电路的连接
4.8微波谐振腔的应用
4.8.1微波炉
4.8.2波长计
习题
第5章微波网络基础
5.1概论
5.2微波传输线与平行双线传输线间的等效
5.3微波网络参量
5.3.1网络参考面
5.3.2微波网络参量的定义
5.3.3网络参量间的相互关系
5.3.4网络参量的性质
5.3.5常用基本电路单元的网络参量
5.3.6参考面移动时网络参量的变化
5.4二端口网络的组合
5.5微波网络的工作特性参量
习题
第6章定向耦合器和功率分配器
6.1概论
6.2微带定向耦合器
6.2.1微带分支线定向耦合器
6.2.2微带混合环
6.2.3微带平行耦合线定向耦合器
6.3矩形波导定向耦合器
6.3.1矩形波导单孔定向耦合器
6.3.2矩形波导多孔定向耦合器
6.3.3矩形波导十字孔定向耦合器
6.3.4矩形波导匹配双T
6.3.5矩形波导裂缝电桥
6.4功率分配器
6.4.1二路功率分配器
6.4.2多路功率分配器
6.4.3宽带功率分配器
习题
第7章微波滤波器
7.1滤波器的基本知识
7.2低通原型滤波器
7.2.1基本概念
7.2.2最平坦式低通原型滤波器的综合设计
7.2.3切比雪夫式低通原型滤波器的综合设计
7.3频率变换
7.3.1低通原型滤波器与低通滤波器间的频率变换
7.3.2低通原型滤波器与高通滤波器间的频率变换
7.3.3低通原型滤波器与带通滤波器间的频率变换
7.3.4低通原型滤波器与带阻滤波器间的频率变换
7.4变形低通原型及集中参数带通滤波器和带阻滤波器
7.4.1倒置变换器
7.4.2变形低通原型
7.4.3含倒置变换器的集中参数带通滤波器
7.4.4含倒置变换器的集中参数带阻滤波器
7.5滤波器电路的微波实现
7.5.1微波低通滤波器的微波实现
7.5.2微波带通滤波器的微波实现
7.5.3微波带阻滤波器的微波实现
7.5.4元件损耗和不连续性对滤波器性能的影响
7.5.5其他形式微波滤波器的微波实现
7.6多工器
习题
第8章微波铁氧体器件
8.1概论
8.2铁氧体中的张量磁导率
8.3场移式铁氧体隔离器及移相器
8.3.1场移式铁氧体隔离器
8.3.2场移式铁氧体移相器
8.4相移式铁氧体环行器
8.5铁氧体器件的应用
8.5.1在微波通信系统中的应用
8.5.2在雷达系统中的应用
8.5.3在微波测量中的应用
习题
第9章微波测量
9.1微波功率与频率的测量
9.1.1微波功率的测量
9.1.2微波频率的测量
9.2驻波比的测量
9.2.1概论
9.2.2实验仪器描述
9.2.3测量方法
9.3晶体检波器的校准及阻抗测量
9.3.1晶体检波器的校准
9.3.2驻波法测阻抗的基本原理
9.3.3测量方法
9.3.4实验仪器描述
9.3.5实验步骤
9.4衰减测量
9.4.1替代法
9.4.2散射参量法
9.5定向耦合器特性的测量
9.5.1技术指标
9.5.2测试方法
9.5.3实验步骤
附录A常用硬同轴线主要参数表
附录B标准矩形波导主要参数表
附录C习题参考答案
参考文献
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| 內容試閱：
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前言随着高校教学改革的不断深入，回归工程教育、培养卓越工程师已经成为工科高校的一个发展趋势，本书正是为顺应这种发展要求而编写的。工程人才的重要任务之一是设计，然而，目前市面上见到的微波类教材中很少有涉及设计内容的，致使目前在工程中还广泛应用的很多经典而重要的设计理论和方法面临失传的境地，而且新的设计方法和手段也没有得到及时补充。鉴于此，本书在作者原编著的、由北京邮电大学出版社出版的《微波技术》的基础上，通过增加一些与设计有关的内容而改编完成。书中含有设计原理设计方法设计公式和图表设计实例与仿真设计类习题等，从多方面加强对学生设计能力的培养。学生在学习的过程中经常会有所学知识有何用的疑惑，为此，本书在介绍某些重要知识点时会适当介绍一些这些知识的主要应用。另外，器件的设计过程也是理论知识应用的一个过程，对学生加深对基础知识的理解和了解知识的运用方法都有帮助，因此，本书通过一些设计实例介绍所学知识在微波器件设计中的应用，从而使学生认识到学习这些知识的必要性和重要性。本书还提供了相应的设计类习题，通过布置设计类习题让学生亲历设计过程，可以使学生掌握所学知识的运用方法，同时增加学生的学习兴趣和设计成功后的成就感。微波给人的印象是抽象的概念和烦琐的公式。麦克斯韦方程和网络电路理论是解决微波问题的基本方法。然而，工程中能够严格求解的问题是十分有限的，尤其是微波器件的设计问题，并不是简单地通过相关理论就能得到完全满足设计要求的设计结果。通常，器件设计的实际过程是首先根据基本理论给出初步设计结果，然后再通过相关理论和公式进行修正，运用仿真软件进行仿真优化，最后还要进行加工、测试、调整等，最终才能完成设计。因此，介绍微波器件完整的设计过程是非常必要的。本书通过一些设计实例对主要微波器件的设计过程进行了较完整的介绍。在基本理论体系的基础上，进一步增加一些设计内容是顺理成章的事情。然而，增加了设计元素势必要增加教材的内容和篇幅，那么如何解决学时数少和内容多的矛盾呢？其实，设计过程就是基础知识的一个应用的过程，教师通过几个例题演示一下整个设计过程即可，其余的内容学生完全可以自行掌握。鉴于以上所述，作者编著了本书。本书内容丰富，包含了微波技术的基础知识、基本分析理论和主要微波无源器件的设计方法；各章习题有分析和设计两种类型，并有习题答案可供参考；有PPT可供教师使用；还有与实验内容配套的虚拟微波实验软件可供没有条件建设微波实验室的学校选用。由于我们学识有限，经验不足，书中难免有不足之处，殷切地欢迎各位同行和读者提出宝贵意见，谢谢！本书主要由栾秀珍、王钟葆、傅世强、房少军编著，谭克俊、金红、陈鹏、李婵娟等教师为本书做出了多方面的工作，在此表示衷心的感谢。微波射频实验室的同学们为该书的例题进行了仿真验证，在此一并表示感谢。作者2017年4月
第5章微波网络基础
5．1概论1． 研究微波系统的方法研究微波系统的方法通常可分为两大类： 一类是电磁场理论的方法，它是应用麦克斯韦方程组，结合系统边界条件，求解出系统中电磁场的空间分布，从而得出其工作特性的； 另一类是网络Network理论的方法，它是把一个微波系统用一个网络来等效，从而把一个本质上是电磁场的问题化为一个网络的问题，然后利用网络理论来进行分析，求解出系统各端口间信号的相互关系。电磁场理论的方法是严格的，原则上是普遍适用的，但是其数学运算较繁，仅对于少数具有规则边界和均匀介质填充的问题才可严格求解。网络理论的方法是近似的，它采用网络参量来描述网络的特性，它仅能得出系统的外部特性，而不能得出系统内部区域的电磁场分布。采用这种方法的优点是网络参量可以测定，且对大多数读者来说，网络理论比电磁场理论更容易被理解和掌握。实际上，电磁场理论、网络理论及实验分析三者是相辅相成的，实际中应根据所研究的对象，选取适当的研究方法。2． 如何将微波系统等效为微波网络任何微波系统或元件都可看成是由某些边界封闭的不均匀区和几路与外界相连的微波均匀传输线所组成的，如图5．11a所示。
图5．11微波系统及其等效电路
所谓不均匀区就是指与均匀传输线具有不同边界或不同介质填充的区域，如波导中出现的膜片、金属杆、阶梯、拐角等。在不均匀区域V及其邻近区域V1、V2，为了满足其不规则的边界条件，其电磁场分布是非常复杂的，可以表示为多种传输模式的某种叠加，但是由于在均匀传输线中通常只允许传输单一模式，而所有其他高次模都将被截止，从而在远离不均匀区的传输线远区W1、W2中就只剩单一工作模式的传输波，由此可把微波系统等效为微波网络，其基本步骤是：1 选定微波系统与外界相连接的参考面，它应是单模均匀传输的横截面在远区；2 把参考面以外的单模均匀微波传输线等效为平行双线传输线；3 把参考面以内的不均匀区等效为微波网络，如图5．11b所示。值得一提的是，等效不等于全同，因为等效的微波网络只能给出各参考面以外的进、出波之间的关系，并不能反映不均匀区域内部及其附近区域中电磁场的分布情况。因此这只是一种完全撇开不均匀区内部复杂情况后的外部等效。正因为如此，才能化繁为简，将一个复杂的场的问题归结为一个简单的路的问题，这是等效网络法的优点，同时也是它的缺点。3． 微波网络的分类微波网络的分类方法较多，通常有以下几种分类方法：1 按照与网络连接的传输线数目，微波网络可分为单端口网络、双端口网络、三端口网络和四端口网络等。由于网络的一个端口有两根导线，因此，又可以分别称它们为二端网络、四端网络、六端网络和八端网络等。2 按照网络的特性是否与所通过的电磁波的场强有关，微波网络可分成线性的和非线性的两大类。当微波系统内部的媒质是线性的，即媒质的介电常数、磁导率和电导率的值与所加的电磁场强无关时，该网络的特性参量也与场强无关，这种具有线性媒质的微波系统所构成的网络称为线性微波网络； 反之则称为非线性微波网络。3 按照网络的特性是否可逆，微波网络可分为可逆的和不可逆的两大类。当微波系统内部的媒质是可逆的，即媒质的介电常数、磁导率和电导率的值与电磁波的传输方向无关时，该网络的特性亦是可逆的。这种具有可逆媒质的微波系统所构成的网络称为可逆网络，亦称为互易网络。反之，则称为不可逆网络或非互易网络，这时媒质的参量及网络的特性与电磁波的传输方向有关，如某些含铁氧体的微波网络就是不可逆网络。4 按照微波网络内部是否具有功率损耗可将它们分成无耗与有耗的两大类。5 按照微波网络是否具有对称性可将它们分成对称的与非对称的两大类。以上各种网络的分类方法分别从不同的角度描述网络的特性，对于某一具体网络，它可以同时具有多重性质，如某网络是线性、可逆、无耗、对称的二端口网络。5．2微波传输线与平行双线传输线间的等效1． 微波传输线中的等效电压和等效电流在平行双线传输线中，基本参量是电压和电流，它们具有明确的物理意义，且可进行直接测量。但是在微波传输线中，分布参数效应显著，基本参量是电场和磁场，传输线横截面上的电压和电流已无明确的物理意义，当然也不可能进行测量。因此，欲将微波传输线与平行双线传输线进行等效，必须在微波传输线中引入等效电压和等效电流Equivalent Voltage and Current的概念，即将微波传输线中的电场和磁场等效为电压和电流。因为在微波传输线和平行双线中信号的传输都用传输功率表示，因此，可以根据微波传输线中的传输功率应与等效平行双线传输线中传输功率相等的原则来引入等效电压和等效电流。已知在微波传输线中，传输的复功率可用波印亭矢量对横截面的积分来表示，即
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