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第1章 概论1

1.1 引言2

1.2 微波与射频2

1.2.1 微波与射频概念2

1.2.2 微波与射频的特点2

1.3 微波通信系统5

1.4 微波传输15

1.5 微波在生活与生产中的应用18

1.6 微波的生物效应与安全性22

1.7 微波的研究方法23

习题23

第2章 电磁场与电磁波的基本理论24

2.1 麦克斯韦方程25

2.1.1 静态电磁场的基本定律和基本场矢量25

2.1.2 法拉第电磁感应定律29

2.1.3 传导电流与位移电流29

2.1.4 麦克斯韦方程31

2.1.5 结构方程32

2.2 坡印廷定理33

2.3 波动方程34

2.4 介质中的平面波36

2.5 自由空间中的平面波40

2.6 导电媒质中的平面波41

2.7 波的极化43

2.7.1 线极化波43

2.7.2 椭圆极化波44

2.7.3 圆极化波45

习题46

第3章 传输线理论47

3.1 传输线简介48

3.2 传输线方程及其解48

3.2.1 传输线方程48

3.2.2 传输线方程的解50

3.2.3 相速和群速51

3.3 无耗传输线52

3.3.1 无耗传输线简介52

3.3.2 端接负载的无耗传输线52

3.4 无耗传输线的状态分析57

3.4.1 终端短路的情形57

3.4.2 终端开路的情形58

3.4.3 终端接任意复数阻抗的情形59

3.4.4 具有不同特征阻抗的两段传输线连接61

3.5 同轴线62

3.5.1 同轴线上电压、电流和传输功率62

3.5.2 耐压最高时的特性阻抗63

3.5.3 传输功率最大时的特性阻抗63

3.5.4 衰减最小时的特性阻抗63

3.6 有耗传输线64

3.6.1 低损耗传输线65

3.6.2 终端接负载的有耗传输线66

3.6.3 阻抗与传播常数的测量67

3.7 传输线的阻抗匹配69

3.7.1 负载的功率计算69

3.7.2 传输线的三种阻抗匹配状态70

3.7.3 阻抗匹配的方法71

3.8 Smith圆图72

习题77

第4章 微波波导80

4.1 引言81

4.2 导波原理82

4.3 矩形波导84

4.3.1 TE波和TM波的电磁场分布84

4.3.2 矩形波导的传输特性87

4.3.3 传输功率90

4.3.4 波导的损耗与衰减92

4.3.5 矩形波导尺寸的选择94

4.4 平行平板波导95

4.5 圆形波导97

4.5.1 场方程97

4.5.2 圆形波导的传输特性100

4.5.3 圆形波导的三个主要模式101

4.6 光纤波导103

4.6.1 光纤波导简介103

4.6.2 光纤的导光原理104

4.6.3 多模光纤和单模光纤105

4.6.4 光纤的传输特性108

4.6.5 光纤通信系统110

4.7 微带线114

4.7.1 微带线的基本原理114

4.7.2 有效介电常数、特征阻抗和衰减的计算公式115

习题116

第5章 微波与射频谐振电路118

5.1 谐振腔的特性参数119

5.1.1 谐振波长（或谐振频率）119

5.1.2 品质因数119

5.1.3 损耗电导120

5.1.4 有载品质因数121

5.2 传输线谐振电路122

5.2.1 短路传输线122

5.2.2 开路传输线124

5.3 矩形谐振腔126

5.3.1 矩形谐振腔中的振荡模126

5.3.2 矩形谐振腔的谐振波长λ0127

5.3.3 矩形谐振腔的主模TE101128

5.4 圆柱形谐振腔130

5.5 介质谐振腔132

5.6 谐振腔与外电路的耦合134

5.6.1 临界耦合134

5.6.2 缝隙耦合带谐振器135

习题136

第6章 微波与射频网络分析138

6.1 端口网络及模式等效传输线139

6.1.1 端口网络139

6.1.2 模式等效传输线140

6.1.3 单口网络的传输特性141

6.2 阻抗参量Z与阻抗矩阵142

6.3 导纳参量Y与导纳矩阵145

6.4 混合参量h与混合矩阵147

6.5 转移参量与转移矩阵149

6.6 散射参量S与散射矩阵152

6.6.1 散射参量与散射矩阵152

6.6.2 双端口网络接外电路分析154

6.7 传输参量T与传输矩阵159

6.8 阻抗、导纳、传输和混合参量的相互转换以及散射参量的变换160

习题163

第7章 阻抗匹配与阻抗变换165

7.1 引言166

7.2 阻抗匹配网络166

7.2.1 L型匹配网络166

7.2.2 T型匹配网络172

7.2.3 Ⅱ型匹配网络174

7.3 Smith圆图阻抗匹配网络设计176

7.4 阻抗变换器180

7.4.1 单节λ/4变换器180

7.4.2 多节λ/4变换器181

习题183

第8章 定向耦合器与滤波器185

8.1 定向耦合器186

8.1.1 定向耦合器的两种常用表示符号和常规功率流向186

8.1.2 定向耦合器的表征参量187

8.1.3 定向耦合器的类型187

8.1.4 耦合器的应用和耦合器方向性的测量189

8.2 滤波器的基本概念190

8.2.1 滤波器的基本形式190

8.2.2 滤波器的功率191

8.2.3 插入损耗192

8.2.4 回波损耗192

8.3 镜像参量法193

8.3.1 镜像阻抗193

8.3.2 电压传递函数194

8.3.3 典型的二端口网络的有关参数计算194

8.3.4 低通和高通滤波器195

8.4 插入损耗法197

8.5 滤波器的设计与转换198

8.5.1 巴特沃兹滤波器198

8.5.2 切比雪夫滤波器200

8.5.3 特殊响应滤波器203

8.5.4 滤波器转换203

8.6 阻抗与导纳变换器208

8.7 微波滤波器210

8.7.1 理查德变换210

8.7.2 科洛达恒等关系211

习题212

第9章 功率衰减器与功率分配器214

9.1 功率衰减器与功率分配器的技术参数215

9.2 功率衰减器216

9.2.1 T型同阻式衰减器（Z1=Z2=Z0）217

9.2.2 Ⅱ型同阻式衰减器（Z1=Z2=Z0）217

9.2.3 异阻式衰减器218

9.2.4 应用型衰减器219

9.3 T型（Y型）功率分配器223

9.3.1 无耗分配器223

9.3.2 电阻式功率分配器225

9.4 电感电容式比例功率分配器226

9.4.1 电感电容式功率分配器226

9.4.2 比例型功率分配器227

习题228

第10章 振荡器与放大器229

10.1 振荡器230

10.1.1 RF振荡器230

10.1.2 晶体振荡器235

10.1.3 微波振荡器236

10.2 锁相环238

10.3 微波固态源简介252

10.4 磁控管254

10.5 微波射频放大器255

10.5.1 最大增益放大器256

10.5.2 低噪声放大器257

10.5.3 宽带放大器260

10.5.4 前置放大器266

10.5.5 功率放大器267

习题274

第11章 射频识别276

11.1 射频识别概述277

11.1.1 射频识别简述277

11.1.2 射频识别的特点278

11.1.3 射频识别标准、管理与开发简介279

11.2 RFID读写器280

11.2.1 读写器概述280

11.2.2 RFID的基本原理280

11.2.3 读写器的组成结构282

11.2.4 单片机读写器284

11.2.5 DSP的RFID读写器290

11.3 电子标签293

11.3.1 电子标签简介293

11.3.2 不同频段的电子标签294

11.3.3 电子标签协议296

11.3.4 电子标签的结构297

11.3.5 电子标签芯片298

11.4 射频识别应用举例299

11.4.1 供应链应用299

11.4.2 高速公路不停车收费管理系统概述300

11.4.3 第二代身份证300

习题301

第12章 射频／微波发射与接收302

12.1 天线基础知识303

12.1.1 天线的基本概念303

12.1.2 天线口径304

12.1.3 天线的场区305

12.1.4 天线发射功率与接收功率的关系306

12.1.5 波瓣图306

12.1.6 天线辐射308

12.2 天线参量310

12.2.1 波束范围（波束立体角）ΩA与波束效率310

12.2.2 定向性和辐射方向图311

12.2.3 天线增益311

12.2.4 谐振频率312

12.2.5 工作频带宽度312

12.2.6 天线阻抗313

12.2.7 驻波比313

12.2.8 极化314

12.3 偶极子天线314

12.3.1 偶极子天线简介314

12.3.2 偶极子天线的辐射功率315

12.3.3 偶极子天线的辐射电阻和传递的功率315

12.4 环天线与螺旋聚束天线316

12.4.1 环天线的远场表达式316

12.4.2 辐射效率317

12.4.3 螺旋聚束天线318

12.5 八木天线319

12.6 微带贴片天线320

12.7 抛物面天线322

12.7.1 抛物面反射镜天线322

12.7.2 栅状抛物面天线324

12.7.3 抛物面天线的仿真325

12.8 移动通信系统的天线327

12.9 智能天线328

12.9.1 智能天线的基本结构328

12.9.2 智能天线的工作原理330

12.9.3 智能天线应用实例——TD-SCDMA系统中智能天线技术的实现330

12.9.4 智能天线技术与未来移动通信334

12.10 卫星天线335

12.10.1 卫星天线系统335

12.10.2 地球站的天线馈线系统336

习题339

第13章 微波射频电路设计与仿真340

13.1 微波与射频仿真软件概述341

13.2 ADS软件的使用方法343

13.2.1 ADS 工程相关操作343

13.2.2 ADS设计相关操作345

13.2.3 ADS仿真结果显示和分析相关操作348

13.2.4 ADS仿真相关操作349

13.2.5 ADS的输入输出350

13.3 功率分配器的设计与仿真352

13.3.1 建立工程与设计电路图352

13.3.2 电路图仿真357

13.3.3 实验测试359

13.4 HFSS简介360

13.4.1 HFSS的启动361

13.4.2 设置HFSS 工程文件的默认路径361

13.4.3 HFSS设计流程362

13.5 微带贴片天线的HFSS设计和建模363

13.5.1 设计指标和天线几何结构参数计算363

13.5.2 微带天线建模364

13.5.3 新建HFSS工程365

13.5.4 创建微带天线模型365

13.5.5 查看天线谐振点369

习题370

附录A 重要的矢量公式371

附录B 分贝和奈培373

附录C 标准矩形波导主要参数表375

附录D 常用同轴射频电缆特性参数表377

附录E 本书重要的数学公式379

附录F 术语表381

参考文献388