多导体传输线分析(第2版)/克莱顿/研究生教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[美] 克莱顿R.保罗 著

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• 传输线
• 多导体
• 电磁场
• 微波技术
• 电路分析
• 研究生教材
• 克莱顿
• 电工学
• 电力系统
• 信号完整性

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出版社： 中国电力出版社

ISBN：9787512339590

商品编码：1671712567

出版时间：2013-05-01

作  者:(美)克莱顿R.保罗 著作 杨晓宪//郑涛 译者 定  价:86 出 版 社:中国电力出版社 出版日期:2013年05月01日 装  帧:平装 ISBN:9787512339590 ●译者序
●原著前言
●1 概述
●2 双导体传输线方程
●3 多导体传输线方程
●4 双导体传输线单位长度参数
●5 多导体传输线单位长度参数
●6 双导体传输线的频域分析
●7 多导体传输线的频域分析
●8 双导体传输线时域分析
●9 多导体传输线时域分析
●10 3导体传输线的解析（符号）解
●11 入射场激励的双导体传输线
●12 入射场激励的多导体传界线
●13 传输线网络
●作者关于传输线方面的出版物
●附录A 计算机程序介绍
●附录B SPICE(PSPIC)指南

内容简介

克莱顿R.保罗编著的《多导体传输线分析(第2版）》共分为13章。靠前章至第5章讨论了多导体传输线(MTL)使用的背景和基本原理，介绍了双导体和多导体传输线单位长度参数的解析计算和数值计算方法。第6章和第7章分别讨论了传输线方程的频域解，包括双导体和多导体传输线。第8章和第9章分别介绍了双导体和多导体传输线方程的时域解，包括时域频域变换(TDFD)法和时域有限差分(FDTD)法。另外，还讨论了递归卷积算法和MOR技术。它们包含了迄今为止关于这方面研究的近期新进展。靠前0章给出了，均匀介质中3导体无耗传输线的解析解。靠前1章和靠前2章研究在入射场激励下，双导体和多导体传输线的频域和时域解。它们的要点是将均匀平面波激励视为远方天线或者雷击激励。靠前3章讨论了传输线网络互联，例如具有分支电缆的情形。
《多导体传输线分析(第2版）》可作为高等院校电气工程专业的大学高年级学生或研究生多导体传输等

现代多导体传输线理论与应用 在信息时代的洪流中，数据传输速度的飞跃与信号完整性的挑战如影随形。从高速数字电路到射频微波系统，再到电力传输网络，对传输线特性理解的深度直接决定了系统性能的上限。本书聚焦于多导体传输线这一核心领域，旨在系统阐述其理论基础、分析方法以及在工程实践中的关键应用。我们将深入探讨多导体传输线的电磁场分布、传播模式、阻抗特性、损耗机制，并提供一套严谨的分析框架，以应对日益复杂的现代工程需求。 第一章：多导体传输线的基本概念与模型 本章将奠定多导体传输线分析的理论基石。我们将从麦克斯韦方程组出发，引出传输线理论的本质——电磁波在导行结构中的传播。区别于单导体传输线，多导体传输线模型将引入多个导体之间的互感和互容效应，这是其分析复杂性的核心所在。我们将详细介绍集中参数模型和分布参数模型的适用性，以及如何在不同场景下选择合适的模型。 传输线的电磁场特性： 深入剖析传输线内部的电场和磁场分布，理解横电磁波（TEM）模式在理想多导体传输线中的存在。探讨非TEM模式在实际导体结构（如PCB板上的走线）中的出现及其对信号传播的影响。 集中参数与分布参数模型： 解释两种基本模型的物理意义和数学表达。集中参数模型适用于波长远大于传输线长度的低频情况，而分布参数模型则是分析高频信号传播的关键。 多导体系统的互感与互容： 这是多导体传输线分析的精髓。我们将详细推导多导体系统中的互感矩阵和互容矩阵，解释它们如何描述导体之间的电磁耦合。互感和互容是导致串扰、模态转换等现象的根本原因。 传输线参数的定义： 引入传输线的特性阻抗、传播常数、衰减常数、相速度等基本参数。重点阐述在多导体系统中，这些参数不再是简单的标量，而是与导体间的耦合密切相关的矩阵形式。 第二章：多导体传输线的电磁场分析方法 要精确分析多导体传输线的特性，必须借助先进的电磁场计算技术。本章将介绍几种主流的数值分析方法，并探讨它们在多导体传输线建模中的应用。 解析法： 在简单几何结构下，可以采用严格的解析方法求解麦克斯韦方程组，如分离变量法、傅里叶级数展开等。虽然适用范围有限，但能提供对基本原理的深刻理解。 数值计算方法： 有限元法 (FEM)： 适用于复杂几何结构和非均匀介质。我们将探讨如何将多导体传输线问题转化为FEM离散方程组，并求解电磁场分布。 有限差分时域法 (FDTD)： 能够直接模拟电磁波的时域传播过程，非常适合分析瞬态响应和非线性效应。重点讲解FDTD算法在处理多导体结构时的网格划分与边界条件设置。 矩量法 (MoM)： 适用于求解积分方程，尤其在分析辐射和散射问题时具有优势。我们将介绍如何构建多导体传输线的边界积分方程，并使用MoM进行求解。 传输线矩阵法 (TLM)： 一种基于电路概念的时域分析方法，特别适合模拟传输线网络。 参数提取与模型简化： 讨论如何从数值仿真结果中提取出工程所需的传输线参数（如S参数、阻抗矩阵、传播常数等），并介绍如何将复杂的仿真模型简化为电路模型（如RLCG模型），以便在电路仿真器中进行分析。 第三章：多导体传输线的传播特性与损耗分析 理解多导体传输线中的信号传播模式和损耗机制，是设计高速、低损耗系统的关键。本章将深入探讨这些核心问题。 传播模式与模态转换： TEM/准-TEM模式： 在理想情况下，多导体传输线支持TEM或准-TEM模式的传播。我们将分析TEM模式的特性阻抗、相速度等。 高次模式： 当导体间距、介质非均匀性或导体截面积发生变化时，可能会激发出高次模式。我们将讨论高次模式的产生条件、传播特性及其对信号完整性的潜在影响。 模态转换： 介绍在传输线不连续点（如连接器、拐角、阻抗匹配不良处）发生模态转换的现象，以及如何通过分析模态阻抗矩阵来预测和控制模态转换。 损耗机制： 导线损耗（欧姆损耗）： 分析导体电阻随频率变化的皮肤效应和邻近效应，以及它们对传输线衰减常数的影响。 介质损耗： 探讨介质的介电常数和损耗角正切随频率的变化，以及它们如何引起信号衰减。 辐射损耗： 分析不规则的传输线结构或不匹配导致的电磁辐射，以及其对系统整体性能的影响。 衰减常数与相速度： 详细推导多导体传输线的衰减常数和相速度，并分析它们与传输线几何结构、材料参数、工作频率等的关系。 第四章：多导体传输线的阻抗分析与匹配 阻抗匹配是确保信号高效、无反射传输的关键技术。本章将聚焦于多导体传输线的阻抗特性及其匹配策略。 特性阻抗矩阵： 模态阻抗： 介绍针对不同传播模式的模态阻抗概念。 端接阻抗： 讨论在传输线两端分别使用不同阻抗端接时，信号的反射情况。 阻抗矩阵的意义： 解释阻抗矩阵如何描述多导体系统中各对端口之间的阻抗关系，以及它在网络分析中的重要作用。 阻抗不匹配与信号反射： 分析阻抗不匹配引起的信号反射、回波损耗，以及这些对信号完整性的负面影响（如过冲、下冲、振铃）。 阻抗匹配技术： 单端口匹配： 介绍使用集总元件（如电阻、电容、电感）或分布式元件（如阻抗变换器、短截线）进行单端口阻抗匹配的方法。 多端口匹配： 针对多导体系统，探讨如何设计匹配网络以最小化不同端口之间的信号反射和串扰。 阻抗控制的PCB设计： 讨论在PCB设计中如何精确控制走线的阻抗，例如通过调整走线宽度、厚度、介电常数、参考平面间距等。 第五章：多导体传输线的串扰分析与抑制 在高速数字和射频电路中，不同信号线之间的串扰是限制性能的主要因素之一。本章将深入探讨串扰的产生机理、分析方法以及抑制技术。 串扰的产生机理： 电容耦合（互容）： 分析相邻导体之间通过电场耦合产生的串扰。 磁场耦合（互感）： 分析相邻导体之间通过磁场耦合产生的串扰。 模态转换引起的串扰： 解释当信号在传输线上传播时，由于模态转换，一部分能量可能会耦合到相邻的导体上，形成串扰。 近端串扰 (NEXT) 与远端串扰 (FEXT)： 详细区分这两种不同位置的串扰，分析它们的产生原因和影响。 串扰的分析方法： 基于S参数的分析： 利用S参数矩阵来表征传输线的耦合特性，并计算串扰的幅度。 基于RLCG模型的分析： 建立多导体传输线的RLCG模型，通过电路仿真来预测串扰。 电磁场仿真分析： 利用前述的数值方法直接仿真分析串扰。 串扰抑制技术： 增加导体间距： 最直接有效的串扰抑制方法，但会增加PCB面积。 使用屏蔽线或防护线： 引入接地线或信号防护线来隔离敏感信号。 差分信号传输： 差分信号的共模抑制特性能够有效降低串扰。 优化走线布局与方向： 避免信号线平行走线过长，采用交错或倾斜布局。 差分对优化： 控制差分对内部及与相邻信号线的耦合。 选择合适的参考平面： 良好的参考平面设计能够有效抑制电磁辐射和耦合。 第六章：多导体传输线在典型工程应用中的分析 本章将把理论知识应用于实际工程问题，展示多导体传输线分析在不同领域的应用。 印刷电路板 (PCB) 上的信号完整性： 走线阻抗控制： 精确控制PCB走线的阻抗，以实现良好的阻抗匹配。 多层PCB的串扰分析： 分析不同层之间信号线的耦合，以及如何通过层叠设计和走线规则来管理串扰。 过孔 (Via) 的影响： 分析过孔对信号传播的影响，包括阻抗不连续、模态转换和串扰。 射频/微波电路中的传输线： 微带线、带状线、同轴线等： 分析这些常见射频传输线的特性，以及多导体结构的形成（如多线传输线）。 连接器和耦合器设计： 运用多导体传输线理论来设计和分析射频连接器和耦合器，以实现高效的信号传输和功率分配。 射频PCB设计： 结合阻抗匹配、串扰控制、损耗管理等需求，进行高性能射频PCB设计。 电力传输中的多导体线路： 高压输电线路的互感互容效应： 分析多根导线之间存在的强互感和互容，及其对电磁暂态过程的影响。 电磁兼容性 (EMC)： 考虑多导体线路产生的电磁场对周围环境的影响，以及如何进行电磁兼容设计。 雷电感应与过电压分析： 运用传输线理论分析雷电等外部因素引起的瞬态过电压，并设计相应的防护措施。 其他应用： 集成电路内部的互连线： 分析芯片内部复杂互连线的串扰和信号完整性问题。 电缆束中的串扰： 研究多根线缆捆绑在一起时产生的串扰，以及在航空航天、汽车电子等领域的应用。 附录： 复数运算与S参数基础 常见多导体传输线结构的解析解（如双线传输线） 常用仿真软件介绍与使用指南 本书的编写目标是为读者提供一个全面、深入且实用的多导体传输线分析工具箱。通过对本书的学习，读者将能够： 1. 深刻理解多导体传输线的电磁场行为和传播机制。 2. 掌握多种分析方法，能够独立进行多导体传输线的建模和仿真。 3. 准确评估传输线的损耗、串扰和阻抗特性。 4. 灵活运用各种阻抗匹配和串扰抑制技术。 5. 将理论知识有效地应用于实际工程设计，解决复杂的技术难题。 本书适合于从事电子工程、通信工程、电力工程、电磁场与微波技术等领域的研究生、工程师及相关专业的学生。期望本书能够成为您在理解和掌握多导体传输线这一关键领域道路上的重要参考。

评分☆☆☆☆☆

选择这本书，很大程度上是出于对其“研究生教材”定位的信任。这意味着它应该能够满足研究生学习和研究的需求，提供足够深入的理论和分析方法，同时也能为未来的科研工作打下坚实的基础。我希望这本书能够包含大量的案例分析和实例讲解，让我能够更好地将理论知识与实际应用联系起来。而且，如果能有一些关于数值计算和仿真方法的内容，那就更完美了，因为在现代工程中，这些工具的应用越来越广泛。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计倒是挺有意思的，那种略带复古的蓝绿色调，让人想起一些经典的工程学教材。拿到手里也感觉沉甸甸的，纸张质量不错，摸起来有质感，不像有些教材那样薄薄的，拿在手里总觉得不结实。封面的烫金字体也比较醒目，虽然是“研究生教材”，但整体感觉还是很专业、很扎实的。

评分☆☆☆☆☆

我是在一次学术会议上偶然看到这本书的。当时，一位同行在我讨论关于电磁兼容性问题时，提到了这本书，并极力推荐。他尤其强调了这本书在处理复杂系统中的传输线效应方面，有着独到的见解和详细的推导。这让我对这本书产生了浓厚的兴趣，因为它正好是我目前研究中急需解决的问题。我期待这本书能为我提供一套完整而有效的分析工具，帮助我攻克一些技术难题。

评分☆☆☆☆☆

看到这本书的作者是克莱顿，我对他并不陌生。他的一些著作在物理学界和工程领域都有着很高的声誉，以严谨著称。所以，对于这本“多导体传输线分析(第2版)”，我抱有很高的期待。我希望这本书能够延续他一贯的学术风格，在内容上做到逻辑清晰、论证严密，并且能够反映最新的研究进展和工程实践。特别是“第2版”的字样，暗示着这本书的内容可能经过了更新和完善，这对于学习者来说是很有吸引力的。

评分☆☆☆☆☆

我之前一直对电磁场理论中的一些复杂概念感到头疼，尤其是在处理多导体传输线这种实际工程问题时，往往会遇到各种公式和模型。这本书的标题——“多导体传输线分析”，一下子就抓住了我的痛点。我希望这本书能够提供一种系统性的、深入浅出的方法来理解和掌握这方面的知识，能够从基础原理讲起，循序渐进地带领读者进入这个领域，并且能够解决实际工程中遇到的各种问题，而不是仅仅停留在理论层面。