微波技术与天线（第2版）/普通高等教育“十一五”国家级规划教材·国家精品课程教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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傅文斌 编

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• 微波技术
• 天线
• 电磁场
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• 通信工程
• 电子工程
• 国家精品课程
• 微波电路
• 电磁兼容

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111434597

版次：2

商品编码：11309524

品牌：机工出版

包装：平装

丛书名： 普通高等教育“十二五”电子信息类规划教材

开本：16开

出版时间：2013-08-01

页数：316

内容简介

　　《微波技术与天线（第2版）/普通高等教育“十一五”国家级规划教材·国家精品课程教材》主要介绍电磁场、微波技术与天线的基本理论、基本概念、基本技术和基本分析方法。《微波技术与天线（第2版）/普通高等教育“十一五”国家级规划教材·国家精品课程教材》共分8章，包括电磁场理论基础、微波传输线、规则波导和空腔谐振器、无源微波器件、电磁辐射理论基础、线天线、面天线及几个专题简介。每章附有一定数量的具有启发性、工程性的例题和习题。为适应课程体系改革的需要，编者将原电磁场与电磁波课程和微波技术与天线课程的内容进行了精选、整合，新增了介绍光导纤维、雷达散射截面、计算电磁学、基于MATLAB的虚拟实验等反映学科发展的新内容。
　　《微波技术与天线（第2版）/普通高等教育“十一五”国家级规划教材·国家精品课程教材》可作为高等工科院校电子信息类各专业本科生的教材，也可供从事雷达、通信、电子对抗工程技术的科研人员阅读和参考

目录

第2版前言
第1版前言
绪论

第1章 电磁场理论基础
1.1 矢量分析
1.1.1 矢量和矢量场
1.1.2 矢量的代数运算
1.1.3 矢量场的散度
1.1.4 矢量场的旋度
1.1.5 标量场的梯度
1.1.6 亥姆霍兹定理
1.2 麦克斯韦方程和边界条件
1.2.1 麦克斯韦方程的一般形式
1.2.2 麦克斯韦方程的复数形式
1.2.3 边界条件
1.3 基于麦克斯韦理论的静态场描述
1.3.1 静电场方程
1.3.2 恒定电场方程
1.3.3 恒定磁场方程
1.4 电磁场的波动方程、坡印廷定理和唯一性定理
1.4.1 电磁场的波动方程
1.4.2 坡印廷定理
1.4.3 唯一性定理
1.5 动态矢量位和标量位
1.5.1 时变场的位函数
1.5.2 滞后位
1.5.3 基本电振子的滞后位
1.6 理想介质中的SUPW
1.6.1 波动方程的SUPW解
1.6.2 SUPW的传播特性
1.6.3 SUPW的极化特性
1.7 SUPW的反射和折射
1.7.1 对理想导体平面的垂直入射
1.7.2 对理想介质分界面的垂直入射
1.7.3 对导电媒质分界面的垂直入射
1.7.4 对理想介质分界面的斜入射
学习提示
思考题和习题

第2章 微波传输线
2.1 长线的概念
2.1.1 长线的定义
2.1.2 长线的分布参数效应
2.1.3 长线的分布参数
2.1.4 均匀无耗长线的定义
2.2 传输线方程及其解
2.2.1 传输线的等效电路
2.2.2 传输线方程的推导
2.2.3 传输线方程的解
2.2.4 传输线的特性参量
2.3 输入阻抗、反射系数和驻波比
2.3.1 输入阻抗和输入导纳
2.3.2 反射系数
2.3.3 驻波比和行波系数
2.3.4 几个重要关系式
2.3.5 用工作参数描述传输线的工作状态
2.4 均匀无耗传输线的工作状态
2.4.1 行波状态
2.4.2 驻波状态
2.4.3 行驻波状态
2.5 传输线的阻抗匹配
2.5.1 阻抗匹配的概念
2.5.2 λ/4阻抗变换器
2.5.3 宽带λ/4阻抗变换器
2.5.4 支节匹配器
2.5.5 渐变线匹配器
2.6 有耗传输线
2.6.1 均匀有耗传输线方程及其解
2.6.2 几种常见的均匀有耗传输线
2.6.3 表示有耗传输线损耗的几种方法
2.7 微带线
2.7.1 标准微带线
2.7.2 平行带条耦合微带线
2.7.3 带状线及其尺寸选择
学习提示
思考题和习题

第3章 规则波导和空腔谐振器
3.1 矩形波导——一般分析
3.1.1 矩形波导中的TM波
3.1.2 矩形波导中的TE波
3.1.3 几点讨论
3.2 矩形波导——TE10模
3.2.1 TE10模的场结构
3.2.2 TE10模的传输特性
3.2.3 TE10模的壁电流分布
3.2.4 TE10模的传输功率和功率容量
3.2.5 TE10模的等效阻抗
3.2.6 高次波型
3.2.7 激励与耦合
3.3 圆波导
3.3.1 贝塞尔函数
3.3.2 圆波导的一般分析
3.3.3 圆波导中的常用波型
3.4 空腔谐振器
3.4.1 一般概念
3.4.2 矩形谐振腔
3.4.3 圆柱形谐振腔
3.4.4 环形谐振腔
3.4.5 电容加载同轴谐振腔
学习提示
思考题和习题

第4章 无源微波器件
4.1 微波网络基础
4.1.1 概述
4.1.2 二口网络的网络参量
4.1.3 二口网络参量的应用
4.1.4 多口网络及其化简
4.2 匹配元件和连接元件
4.2.1 匹配元件
4.2.2 连接元件
4.3 分路元件
4.3.1 单T接头
4.3.2 魔T接头
4.3.3 折叠双T接头
4.4 定向耦合器
4.4.1 定向耦合器的主要参数
4.4.2 同轴型定向耦合器
4.4.3 波导型单孔定向耦合器
4.4.4 波导型十字缝定向耦合器
4.5 三分贝电桥
4.5.1 二分支三分贝电桥
4.5.2 三分支三分贝电桥
4.5.3 环形三分贝电桥
4.5.4 三分贝电桥的应用
4.6 微波衰减器和滤波器
4.6.1 微波衰减器
4.6.2 微波滤波器
4.6.3 微波周期性结构简介
4.7 微波铁氧体器件
4.7.1 概述
4.7.2 铁氧体的张量磁导率
4.7.3 微波铁氧体的正负圆极化磁导率
4.7.4 SUPW在无耗均匀铁氧体中的传播
4.7.5 隔离器
4.7.6 环行器
4.7.7 移相器
4.7.8 磁调滤波器
学习提示
思考题和习题

第5章 电磁辐射理论基础
5.1 概述
5.2 基本辐射单元
5.2.1 基本电振子的辐射
5.2.2 基本磁振子的辐射
5.2.3 基本缝隙的辐射
5.2.4 惠更斯面元的辐射
5.3 发射天线的主要参数
5.3.1 天线的输入阻抗
5.3.2 方向性图
5.3.3 方向性系数、效率和增益
5.3.4 工作频带宽度
5.4 接收天线
5.4.1 天线接收电磁波的物理过程
5.4.2 天线方向性的互易原理
5.4.3 接收天线的等效电路和最大输出功率
5.4.4 接收天线的有效接收面积
学习提示
思考题和习题

第6章 线天线
6.1 对称振子
6.1.1 对称振子的辐射场
6.1.2 对称振子的辐射功率、辐射电阻和方向性系数
6.1.3 对称振子的输入阻抗
6.1.4 对称振子的馈电
6.2 离散元直线阵
6.2.1 离散元直线阵的辐射场及方向图乘积定理
6.2.2 二元阵
6.2.3 均匀直线阵
6.2.4 均匀直线阵的方向性分析
6.2.5 不等幅馈电边射直线阵
6.3 地面对天线性能的影响
6.3.1 镜像法
6.3.2 理想地面对天线方向性的影响
6.3.3 实际地面对天线方向性的影响
6.4 几种常见的线天线
6.4.1 折合振子
6.4.2 引向天线
6.4.3 对数周期天线
6.4.4 螺旋天线
6.5 平面阵列天线
6.5.1 阵列天线的组成与馈电
6.5.2 阵列天线的方向性
6.5.3 阵列天线的主瓣宽度和方向性系数
学习提示
思考题和习题

第7章 面天线
7.1 口径面的辐射
7.1.1 平面口径远区辐射场的一般公式
7.1.2 口径面的最大方向性系数和面积利用系数
7.1.3 同相矩形口径面的辐射
7.1.4 同相圆形口径面的辐射
7.1.5 口径场的相位分布对辐射场的影响
7.2 抛物面天线
7.2.1 旋转抛物面的几何特性
7.2.2 抛物面天线的辐射场
7.2.3 抛物面天线的馈源
7.2.4 馈源偏焦对方向性的影响
7.2.5 产生特殊波束的抛物面天线
7.3 喇叭天线
7.3.1 H面扇形喇叭天线
7.3.2 E面扇形喇叭天线
7.3.3 角锥喇叭天线
学习提示
思考题和习题

第8章 电磁场的几个专题
8.1 光导纤维
8.1.1 一般概念
8.1.2 模式分析
8.1.3 传输参量
8.1.4 突变型弱导光纤中的线偏振解
8.1.5 光纤的色散和像差
8.2 雷达截面积
8.2.1 一般概念
8.2.2 电磁场积分方程
8.2.3 雷达截面积的频率特性
8.2.4 RCS问题举例
8.2.5 RCS研究与雷达对抗
8.3 计算电磁学
8.3.1 有限差分法
8.3.2 有限元法
8.3.3 矩量法
8.4 基于MATLAB的虚拟实验
8.4.1 场景式图形界面
8.4.2 动画模块举例
8.4.3 综合举例
思考题和习题

附录
附录A 圆柱坐标系和球坐标系
附录B 常用的矢量公式

前言/序言

微波技术与天线（第2版） 内容梗概 本书是普通高等教育“十一五”国家级规划教材，也是国家精品课程教材，系统深入地介绍了微波技术与天线领域的关键理论、核心概念和实用技术。全书共分为三个主要部分：微波技术基础、微波电路与器件、以及天线理论与设计。 第一部分：微波技术基础 本部分旨在为读者构建坚实的微波技术理论基础。内容涵盖了电磁场理论在微波频段的特殊应用，重点阐述了麦克斯韦方程组的微分和积分形式，以及其在微波传播和辐射问题中的求解方法。 电磁波传播特性： 详细分析了均匀介质中平面电磁波的传播，包括波阻抗、传播常数、反射系数和透射系数等重要参数的推导与计算。讨论了不同界面（如理想导体、介质界面）对电磁波传播的影响，并引入了斯涅尔定律和菲涅尔方程。 传输线理论： 深入介绍了集总参数电路理论向分布参数电路理论的过渡，重点讲解了传输线的基本方程、特性阻抗、电压驻波比（VSWR）、回波损耗（Return Loss）以及相移等概念。分析了不同终端匹配（开路、短路、纯电阻）情况下的传输线响应。 史密斯圆图： 作为微波工程中不可或缺的工具，本书详细介绍了史密斯圆图的构造原理、使用方法以及在阻抗匹配、驻波比计算、参数转换等方面的应用。通过大量实例，指导读者熟练运用史密斯圆图解决实际问题。 微波网络分析： 引入了S参数（Scattering Parameters）的概念，阐述了S参数的物理意义、测量方法以及在描述微波电路特性方面的优势。详细介绍了S参数矩阵的性质、运算规则以及如何利用S参数分析级联网络的整体特性。 第二部分：微波电路与器件 本部分将理论知识应用于实际的微波电路与器件的设计与分析。 微波功率分配与合成： 介绍了各类功率分配器和功率合成器的工作原理，包括T型结、1/4波长分支线、Wilkinson功率分配器/合成器等。详细分析了这些器件的阻抗匹配、隔离度、功率损耗等性能指标。 微波耦合器： 阐述了定向耦合器、90度混合耦合器、180度混合耦合器（Magic Tee）等基本耦合器的结构、工作原理和性能特点。强调了它们在信号分配、测量和相干系统中的重要作用。 微波滤波器： 介绍了集中参数滤波器和分布参数滤波器的设计原理。重点讲解了基于传输线模型、耦合线模型等设计的各种类型滤波器，如低通、高通、带通和带阻滤波器，并讨论了 Chebyshev、Butterworth 等逼近函数的选择。 微波振荡器与放大器： 阐述了微波振荡器的基本原理（如负阻振荡器、谐振振荡器）和常见的电路结构。分析了微波放大器的稳定性、增益、噪声系数和非线性特性，并介绍了常见的单级和多级放大器设计技术。 微波开关与衰减器： 介绍了PIN二极管、场效应管等有源器件在微波开关和衰减器中的应用，分析了它们的开关速度、插入损耗、隔离度等性能。 微波混频器与倍频器： 阐述了混频器和倍频器的工作原理，分析了它们在变频和频率综合中的作用，并介绍了常用的二极管混频器和GaAs FET混频器。 传输线模型与微波集成电路： 介绍了微带线、带状线等传输线结构，以及在微波集成电路（MIC）和单片微波集成电路（MMIC）中的实现方式。讨论了寄生效应、耦合效应等在微波电路设计中的影响。 第三部分：天线理论与设计 本部分是本书的另一核心内容，聚焦于天线的原理、类型、设计与应用。 天线基本参数： 详细定义和解释了天线的重要参数，如方向图（Beamwidth）、最大增益（Gain）、效率（Efficiency）、极化（Polarization）、阻抗（Impedance）、带宽（Bandwidth）、辐射效率、方向性系数（Directivity）等，并给出了它们之间的相互关系。 基本天线模型： 深入分析了构成现代天线的几种基本辐射单元，包括： 点辐射源/偶极子： 详细推导了半波长偶极子和全波长偶极子的辐射场、方向图和输入阻抗，是理解更复杂天线的基础。 单极子： 分析了单极子在接地平面的辐射特性，以及其与偶极子的对比。 环形天线： 探讨了小尺寸环形天线和大尺寸环形天线的辐射特性。 线状天线： 介绍了各种线状天线的结构、工作原理和设计方法，如： 二极管天线： 分析其辐射特性，以及在微波通信中的应用。 折合振子（Folded Dipole）： 介绍了其阻抗变换的特性和应用。 八木-宇田天线（Yagi-Uda Antenna）： 详细讲解了其由引向元、振子和反射元组成的阵列结构，以及如何通过改变单元数量和间距来提高增益和方向性。 螺旋天线（Helical Antenna）： 介绍了轴向模螺旋天线（用于圆极化）和法向模螺旋天线（近似偶极子）的工作原理，以及其在卫星通信和雷达中的应用。 孔径天线： 介绍了利用孔径（开孔）进行辐射的天线，包括： 矩形和圆形孔径天线： 分析了孔径尺寸、形状和馈电方式对辐射方向图和增益的影响。 喇叭天线（Horn Antenna）： 详细介绍了各种类型的喇叭天线（如角向喇叭、锥形喇叭、棱形喇叭）的结构、工作原理、增益和带宽特性，以及它们在微波测试和卫星通信中的广泛应用。 反射面天线： 介绍了利用反射面聚焦电磁波的天线，如： 抛物面天线： 详细讲解了主聚焦和副聚焦抛物面天线的原理，以及其高增益、窄波束的特点，在深空探测、卫星通信和雷达等领域不可替代。 卡塞格伦天线（Cassegrain Antenna）： 介绍了其利用二次反射器实现的优势，如馈源可以放置在更方便的位置，并且可以实现更长的焦距。 微带天线（Patch Antenna）： 重点介绍了微带天线的设计原理，包括其结构、馈电方式、基板材料、厚度等对辐射特性的影响。分析了其宽带化、极化设计和阵列技术。微带天线因其集成度高、重量轻、成本低等优点，在移动通信、GPS等领域应用广泛。 天线阵列： 介绍了将多个基本天线单元组合形成天线阵列的技术，包括： 均匀直线阵列、平面阵列： 分析了阵列单元的数量、间距、激励幅度和相位对整体方向图的影响，以及相控阵的概念。 馈电网络设计： 简要介绍了用于天线阵列的功率分配和相位控制网络。 天线测量技术： 简要介绍了天线方向图测量、增益测量、阻抗测量等基本方法和技术。 本书特色 理论与实践相结合： 本书不仅深入阐述了微波技术与天线设计的理论基础，还通过大量的工程实例和计算方法，指导读者如何将理论知识应用于实际问题的解决。 体系结构完整： 从基础的电磁场理论，到微波电路器件，再到各类天线的设计与应用，本书构建了一个系统而完整的知识体系。 前沿性与经典性兼顾： 既涵盖了微波技术与天线领域的核心经典内容，也适当介绍了近年来发展迅速的新技术和新概念。 国家级精品教材： 作为国家级规划教材和精品课程教材，本书在内容质量、教学适用性、学术严谨性等方面均得到了国家层面的认可。 适用对象 本书适合于高等院校电子信息工程、通信工程、电磁场与微波技术、自动化等相关专业本科生、研究生学习，也可供从事微波、射频、天线设计与研究的工程师参考。通过学习本书，读者将能够掌握微波技术与天线的核心知识，具备解决相关工程问题的能力。

评分☆☆☆☆☆

评价五 这本书的内容非常贴近工程实际，理论与实践结合得相当紧密。我是一名在射频前端工作的工程师，平时工作中经常会遇到各种阻抗匹配的问题，这本书在这方面的内容简直是我的福音。它详细介绍了各种匹配网络的设计方法，包括L型匹配、π型匹配、T型匹配等，并给出了具体的计算公式和设计步骤。我尝试着按照书中的方法设计了一个L型匹配网络，效果非常好，大大降低了系统的损耗。在天线部分，我尤其喜欢书中关于缝隙天线和微带贴片天线的讲解。对于缝隙天线，书中不仅解释了其工作原理，还介绍了不同缝隙形状对辐射特性的影响。对于微带贴片天线，书中则详细阐述了其基本结构、辐射机理以及影响其性能的各种因素，这让我对这类小型化、易于集成化天线有了更深入的了解。书中还穿插了一些案例分析，通过具体的工程问题来讲解相关的理论知识，这种学习方式让我更容易理解和记忆。总的来说，这本书是一本非常实用、易于上手，同时又不失理论深度的参考书，对于从事微波和天线工作的技术人员来说，具有很高的参考价值。

评分☆☆☆☆☆

评价三 这本书的内容详实，知识点密集，但丝毫不会让人感到枯燥乏味。我是一位即将毕业的研究生，正在准备我的毕业论文，选题方向就涉及微波电路设计。在选择参考书时，我对比了好几本，最终选择了这本《微波技术与天线（第2版）》。这本书的优势在于其内容的广度和深度兼备。在微波电路部分，它涵盖了从微波二极管、三极管到微波集成电路（MMIC）等多种器件，并详细介绍了它们的等效电路模型和在高频下的特性。特别是在讲解有源微波器件时，书中的噪声分析和稳定性分析方法，对我理解放大器和振荡器的设计至关重要。关于天线部分，我认为它最出彩的地方在于对各种天线阵列的介绍。从简单的线阵到复杂的面阵，书中的讲解层层递进，不仅说明了阵列天线的合成方法，还重点讨论了波束指向和旁瓣抑制等关键问题。书中引用的许多公式和推导过程，虽然需要一定的基础知识才能完全理解，但作者的表述清晰，逻辑严谨，足以引导读者进行深入的学习。这本书为我撰写论文提供了坚实的理论基础和丰富的参考文献，极大地提高了我的研究效率。

评分☆☆☆☆☆

评价四 这本书的印刷质量上乘，纸张手感舒适，排版也十分清爽。对于我这样一位喜欢把书放在手边随时翻阅的读者来说，这是一个非常重要的考量因素。内容上，我被书中对微波散射理论的讲解所吸引。作者用简洁的语言解释了惠更斯原理以及其在分析散射问题中的应用，让我对微波信号在复杂环境中的传播行为有了初步的认识。关于天线的章节，我特别关注了书中关于天线测量方法的介绍。从近场测量到远场测量，从反射损耗到增益测量，书中的描述都相当具体，并且提供了许多实际操作中的注意事项，这对我将来进行天线实际测试非常有帮助。另外，书中还提及了一些关于电磁兼容（EMC）和电磁干扰（EMI）方面的内容，虽然篇幅不多，但却点出了这些在微波工程中同样不容忽视的问题。这本书不仅仅是一本技术手册，更像是一本能够启发读者思考的书。它不仅教授“怎么做”，更引导读者思考“为什么这么做”，这对于提升工程师的综合素质非常有益。

评分☆☆☆☆☆

评价二 作为一名在微波通信领域摸爬滚打了几年但总觉得基础不够扎实的工程师，我抱着试试看的心态翻开了这本《微波技术与天线（第2版）》。我的期待不高，但这本书的质量却远超我的想象。它的内容编排逻辑性非常强，从基础的电磁场理论出发，逐步深入到微波工程的各个方面，体系完整，过渡自然。我尤其喜欢书中对微波器件的讲解，比如耦合器、功分器、环形器等，不仅给出了详细的理论分析，还辅以了大量的工程实例和设计表格，这对于我这样的应用型技术人员来说，简直是及时雨。让我惊喜的是，书中对于天线设计的讨论，从电性能指标的理解和计算，到不同类型天线的结构特点和适用场景，都做了非常细致的阐述。特别是关于方向图分析和增益计算的部分，书中给出的算法和案例分析，让我对天线的辐射特性有了更深刻的认识。虽然有些章节的数学推导比较复杂，但我认为这是理解其本质所必需的，而且作者的讲解方式相对易懂，即使对数学不太敏感的人也能勉强跟上。这本书帮助我重新梳理了知识体系，填补了不少之前存在的知识盲区，让我对自己的工作有了更宏观和深入的理解。

评分☆☆☆☆☆

评价一 这本书的理论深度和实践性平衡得恰到好处。我尤其欣赏作者在阐述微波理论时，并没有止步于抽象的公式推导，而是花了大量篇幅去解释这些公式的物理意义，以及它们如何体现在实际的微波器件和系统中。比如，在介绍传输线理论时，作者不仅给出了史密斯圆图的构造和用法，还结合了许多实际阻抗匹配的例子，让我这个初学者也能清晰地理解如何利用史密斯圆图解决工程问题。关于天线的部分，书中的分类清晰，从基本的偶极子天线讲到复杂的相控阵天线，每个类型的优缺点、工作原理和设计方法都讲解得鞭辟入里。最让我印象深刻的是，书中对阵列天线的综合设计部分，提供了不同约束条件下的设计思路，这对于我后续进行更复杂的天线设计工作非常有指导意义。此外，书中还包含了一些最新的研究进展，虽然没有深入到前沿的细节，但足以勾勒出未来发展的方向，激发我的研究兴趣。总的来说，这本书是一本能够带领读者从入门到进阶的优秀教材，内容详实，讲解透彻，对于想在微波和天线领域有所建树的读者来说，绝对是不可多得的宝藏。