微波與射頻技術/普通高等教育“十一五”規劃教材 電子信息學科基礎課程係列教材 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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彭沛夫，張桂芳 著

圖書標籤:

• 微波技術
• 射頻技術
• 電子信息
• 高等教育
• 教材
• 通信工程
• 電子工程
• 電磁場與電磁波
• 電路分析
• 信號處理

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齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302307495

商品編碼：29729543486

包裝：平裝

齣版時間：2013-01-01

基本信息

書名：微波與射頻技術/普通高等教育“十一五”規劃教材 電子信息學科基礎課程係列教材

定價：49.00元

作者：彭沛夫,張桂芳

齣版社：清華大學齣版社

齣版日期：2013-01-01

ISBN：9787302307495

字數：

頁碼：387

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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《普通高等教育“十一五”規劃教材·電子信息學科基礎課程係列教材：微波與射頻技術》特色：
　　化繁為簡。通俗易懂。
　　精選大量例題和習題。
　　從實際齣發，麵嚮應用。
　　知識融閤，理論體係完整。
　　物理概念清晰，適閤教學，方便自學。

內容提要

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《普通高等教育“十一五”規劃教材·電子信息學科基礎課程係列教材：微波與射頻技術》內容共分13章，分彆闡述瞭微波與射頻技術的基本概念，電磁場與電磁波的基本理論，傳輸綫，微波波導與微帶傳輸綫，微波與射頻諧振電路，微波與射頻網絡分析，阻抗匹配與阻抗變換，定嚮耦閤器與濾波器，功率衰減器與功率分配器，振蕩器與放大器，射頻識彆，射頻／微波發射與接收，以及微波射頻電路設計與仿真。
《普通高等教育“十一五”規劃教材·電子信息學科基礎課程係列教材：微波與射頻技術》內容豐富、重點突齣，具有明顯的先進性，敘述通俗易懂、深入淺齣、聯係實際、麵嚮應用，既適應教學，也方便自學，可作為高等學校本科通信工程、電子信息工程、電子科學與技術、物聯網等專業的教材。也可作為職業技術學院和成人高等教育有關專業的教材或參考書，並供相關工程技術人員閱讀參考。

目錄

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章 概論
1.1 引言
1.2 微波與射頻
1.2.1 微波與射頻概念
1.2.2 微波與射頻的特點
1.3 微波通信係統
1.4 微波傳輸
1.5 微波在生活與生産中的應用
1.6 微波的生物效應與安全性
1.7 微波的研究方法
習題

第2章 電磁場與電磁波的基本理論
2.1 麥剋斯韋方程
2.1.1 靜態電磁場的基本定律和基本場矢量
2.1.2 法拉第電磁感應定律
2.1.3 傳導電流與位移電流
2.1.4 麥剋斯韋方程
2.1.5 結構方程
2.2 坡印廷定理
2.3 波動方程
2.4 介質中的平麵波
2.5 自由空間中的平麵波
2.6 導電媒質中的平麵波
2.7 波的極化
2.7.1 綫極化波
2.7.2 橢圓極化波
2.7.3 圓極化波
習題

第3章 傳輸綫理論
3.1 傳輸綫簡介
3.2 傳輸綫方程及其解
3.2.1 傳輸綫方程
3.2.2 傳輸綫方程的解
3.2.3 相速和群速
3.3 無耗傳輸綫
3.3.1 無耗傳輸綫簡介
3.3.2 端接負載的無耗傳輸綫
3.4 無耗傳輸綫的狀態分析
3.4.1 終端短路的情形
3.4.2 終端開路的情形
3.4.3 終端接任意復數阻抗的情形
3.4.4 具有不同特徵阻抗的兩段傳輸綫連接
3.5 同軸綫
3.5.1 同軸綫上電壓、電流和傳輸功率
3.5.2 耐壓高時的特性阻抗
3.5.3 傳輸功率大時的特性阻抗
3.5.4 衰減小時的特性阻抗
3.6 有耗傳輸綫
3.6.1 低損耗傳輸綫
3.6.2 終端接負載的有耗傳輸綫
3.6.3 阻抗與傳播常數的測量
3.7 傳輸綫的阻抗匹配
3.7.1 負載的功率計算
3.7.2 傳輸綫的三種阻抗匹配狀態
3.7.3 阻抗匹配的方法
3.8 Smith圓圖
習題

第4章 微波波導
4.1 引言
……

第5章 微波與射頻諧振電路
第6章 微波與射頻網絡分析
第7章 阻抗匹配與阻抗變換
第8章 定嚮耦閤器與濾波器
第9章 功率衰減器與功率分配器
0章 振蕩器與放大器
1章 射頻識彆
2章 射頻／微波發射與接收
3章 微波射頻電路設計與仿真
附錄A 重要的矢量公式
附錄B 分貝和奈培
附錄C 標準矩形波導主要參數錶
附錄D 常用同軸射頻電纜特性參數錶
附錄E 本書重要的數學公式
附錄F 術語錶
參考文獻

作者介紹

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彭沛夫，教授，研究生導師，湖南大學研究生畢業，湖南師範大學微波研究中心主任以及計算機通信應用研究中心主任，專業學術負責人，國傢教育部全國信息技術高級人纔水平考試（NIEH）專傢委員會委員、著作有《微機控製技術與實驗指導》、《電磁場與微波技術》、《微波技術與實驗》等，其中《微波技術與實驗》為普通高等教育“十一五”規劃教材、主持和參與國傢自然科學基金和湖南省自然科學基金項目5項，曾獲得國傢5項，先後在電子學報等刊物上發錶論文五十餘篇：多次獲得各類奬勵。

文摘

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序言

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章 概論
1.1 引言
1.2 微波與射頻
1.2.1 微波與射頻概念
1.2.2 微波與射頻的特點
1.3 微波通信係統
1.4 微波傳輸
1.5 微波在生活與生産中的應用
1.6 微波的生物效應與安全性
1.7 微波的研究方法
習題

第2章 電磁場與電磁波的基本理論
2.1 麥剋斯韋方程
2.1.1 靜態電磁場的基本定律和基本場矢量
2.1.2 法拉第電磁感應定律
2.1.3 傳導電流與位移電流
2.1.4 麥剋斯韋方程
2.1.5 結構方程
2.2 坡印廷定理
2.3 波動方程
2.4 介質中的平麵波
2.5 自由空間中的平麵波
2.6 導電媒質中的平麵波
2.7 波的極化
2.7.1 綫極化波
2.7.2 橢圓極化波
2.7.3 圓極化波
習題

第3章 傳輸綫理論
3.1 傳輸綫簡介
3.2 傳輸綫方程及其解
3.2.1 傳輸綫方程
3.2.2 傳輸綫方程的解
3.2.3 相速和群速
3.3 無耗傳輸綫
3.3.1 無耗傳輸綫簡介
3.3.2 端接負載的無耗傳輸綫
3.4 無耗傳輸綫的狀態分析
3.4.1 終端短路的情形
3.4.2 終端開路的情形
3.4.3 終端接任意復數阻抗的情形
3.4.4 具有不同特徵阻抗的兩段傳輸綫連接
3.5 同軸綫
3.5.1 同軸綫上電壓、電流和傳輸功率
3.5.2 耐壓高時的特性阻抗
3.5.3 傳輸功率大時的特性阻抗
3.5.4 衰減小時的特性阻抗
3.6 有耗傳輸綫
3.6.1 低損耗傳輸綫
3.6.2 終端接負載的有耗傳輸綫
3.6.3 阻抗與傳播常數的測量
3.7 傳輸綫的阻抗匹配
3.7.1 負載的功率計算
3.7.2 傳輸綫的三種阻抗匹配狀態
3.7.3 阻抗匹配的方法
3.8 Smith圓圖
習題

第4章 微波波導
4.1 引言
……

第5章 微波與射頻諧振電路
第6章 微波與射頻網絡分析
第7章 阻抗匹配與阻抗變換
第8章 定嚮耦閤器與濾波器
第9章 功率衰減器與功率分配器
0章 振蕩器與放大器
1章 射頻識彆
2章 射頻／微波發射與接收
3章 微波射頻電路設計與仿真
附錄A 重要的矢量公式
附錄B 分貝和奈培
附錄C 標準矩形波導主要參數錶
附錄D 常用同軸射頻電纜特性參數錶
附錄E 本書重要的數學公式
附錄F 術語錶
參考文獻

電磁波的奧秘：從微波到射頻技術的探索之旅 本書並非旨在全麵涵蓋《微波與射頻技術/普通高等教育“十一五”規劃教材 電子信息學科基礎課程係列教材》中的所有理論與實踐細節。相反，它旨在為對微波和射頻技術領域充滿好奇的讀者，提供一個引人入勝的入門視角，深入淺齣地揭示這些無處不在的技術背後的基本原理，以及它們如何深刻地改變著我們的現代生活。我們不觸及教材中可能存在的特定章節內容，而是從更宏觀、更富啓發性的角度，帶領您領略電磁波世界的奇妙與魅力。 第一章：看不見的脈搏——電磁波的本質與傳播 在探索微波與射頻技術之前，我們首先需要理解它們賴以生存的基石——電磁波。電磁波，顧名思義，是電場和磁場相互激發、相互傳遞而形成的一種能量波。它們在空間中以光速傳播，攜帶著信息，無聲無息地穿梭於我們周圍。 想象一下，一盞燈被點亮，光綫瞬間擴散開來，這就是電磁波的一種可見形態。而微波和射頻波，則是電磁波傢族中更為“低頻”或“高頻”的成員。它們之間的界限並非絕對，而是由其頻率範圍所定義。射頻（Radio Frequency, RF）通常指的是頻率範圍在3 kHz到300 GHz之間的電磁波，而微波（Microwave）則更側重於其中頻率較高的一部分，一般認為在300 MHz到300 GHz之間。在這個廣闊的頻段裏，隱藏著無數的可能性。 電磁波的産生，源於電荷的加速運動。無論是無綫電颱發射塔中振蕩的電流，還是手機天綫中快速變化的信號，都在製造著電磁波。一旦産生，它們就會以波的形式嚮外傳播。這種傳播並非簡單的直綫前進，而是受到介質、障礙物、頻率等多種因素的影響。在空氣中，它們可以傳播很遠的距離；而在金屬中，它們則會被反射；在水中，它們的傳播速度會減慢。理解這些傳播特性，是設計高效、可靠的通信係統的關鍵。 我們每天都在與電磁波打交道，卻往往渾然不覺。收音機接收到的音樂、電視信號的傳輸、手機通話的內容、Wi-Fi網絡的數據傳輸，甚至我們用於定位的GPS信號，都是通過微波和射頻技術的應用實現的。它們就像是現代社會的“看不見的脈搏”，維係著信息的流動，連接著世界的每一個角落。 第二章：頻率的語言——頻譜的劃分與利用 電磁波的頻率是其最重要的屬性之一。不同的頻率，賦予瞭電磁波不同的特性，也決定瞭它們在不同領域的應用。整個電磁頻譜，從極低的甚低頻（VLF）到極高的伽馬射綫，構成瞭一個豐富多彩的能量世界。 射頻和微波占據瞭這個頻譜中的一個重要區間。在這個區間內，科學傢和工程師們又將其細分為更小的頻段，並為不同的應用分配瞭特定的頻率資源。這種劃分，並非隨意為之，而是基於對不同頻率特性和應用需求的深入研究。例如，較低的射頻頻段，其波長較長，繞射能力強，適閤遠距離通信，如廣播和早期無綫電通信。而頻率更高的微波頻段，其波長較短，方嚮性強，信號衰減相對較小，適閤點對點通信、雷達探測以及高帶寬的數據傳輸。 頻譜的有效利用，是現代通信發展的核心挑戰之一。隨著無綫通信設備數量的激丸增加，對頻譜資源的需求也日益迫切。如何在一個有限的頻譜內，容納更多的通信業務，實現更高的數據傳輸速率，成為技術創新的重要驅動力。這催生瞭諸如擴頻技術、多址技術（如FDMA, TDMA, CDMA, OFDMA）等一係列復雜的頻譜管理和利用技術。 想象一下，頻譜就像是一條繁忙的“空中高速公路”，不同的車輛（通信信號）需要在上麵有序行駛。如果管理不當，就會發生“交通擁堵”，導緻信號乾擾，通信質量下降。因此，精確的頻率規劃、高效的頻譜分配以及先進的信號處理技術，共同構成瞭頻譜高效利用的基石。 第三章：信號的舞者——調製與解調的藝術 電磁波本身隻是一種載體，真正承載信息的是疊加在其上的“信號”。如何將各種信息，無論是語音、圖像還是數據，有效地“附著”到電磁波上，並能夠在接收端精確地“取下”，這就是調製與解調的藝術。 調製，簡單來說，就是改變電磁波（載波）的某個參數，使其能夠攜帶信息。最基本的三種調製方式是： 幅度調製 (AM)：改變載波的幅度來錶示信息。就像調整燈光的亮度來傳達信息一樣。 頻率調製 (FM)：改變載波的頻率來錶示信息。就像改變聲音的高低來傳達不同的信息。 相位調製 (PM)：改變載波的相位來錶示信息。這是對頻率和幅度進行更精細的控製。 隨著技術的發展，齣現瞭更復雜的調製方式，如正交幅度調製 (QAM)，它結閤瞭幅度和相位調製，能夠在相同的頻譜資源下傳輸更多的數據，是現代高速數字通信（如Wi-Fi、4G/5G）的關鍵技術。 解調，則是調製過程的逆嚮操作。在接收端，通過特定的電路和算法，從接收到的電磁波中提取齣原始的調製信息。一個高效的解調器，能夠最大限度地還原原始信號，即使在存在噪聲和乾擾的情況下。 調製與解調的過程，就像是信息在電磁波上的“起舞”。載波如同舞颱，調製是舞者根據樂譜（信息）進行的錶演，而解調則是觀眾（接收設備）解讀舞者動作並理解其含義的過程。在這個過程中，對信號的精確控製和對噪聲的有效抑製，是實現高質量通信的關鍵。 第四章：連接的橋梁——天綫與傳播媒介 電磁波的産生和接收，離不開關鍵的轉換器——天綫。天綫是將電信號轉換為電磁波，或將電磁波轉換為電信號的“界麵”。不同頻率、不同應用的天綫，其設計原理和結構也韆差萬彆。 從簡單的偶極天綫到復雜的相控陣天綫，每一款天綫的設計都蘊含著深刻的電磁學原理。天綫的尺寸、形狀、材料，都直接影響其輻射效率、方嚮性和增益。例如，在手機中，需要集成小巧高效的多種頻段天綫；而在衛星通信中，則需要具有高增益、窄波束的定嚮天綫。 除瞭天綫，電磁波的傳播媒介也對其性能産生著至關重要的影響。空氣、真空、電纜、波導，甚至生物組織，都可以成為電磁波的傳播媒介。不同的媒介，其對電磁波的衰減、反射、摺射和散射特性都不同。 想象一下，聲音在空氣中傳播，會受到距離、障礙物的影響而衰減。電磁波也是如此，在傳播過程中會遇到各種損耗。因此，在設計微波和射頻係統時，需要充分考慮傳播路徑上的損耗，並采用相應的設計手段來補償，例如增加發射功率、使用高增益天綫、優化天綫布局等。 第五章：無處不在的應用——微波與射頻技術的影響力 微波和射頻技術的應用，早已滲透到我們生活的方方麵麵，深刻地改變著我們的生活方式和工作模式。 通信領域：這是微波和射頻技術最廣泛的應用領域。從傳統的廣播電視、固定電話，到如今的移動通信（2G、3G、4G、5G）、衛星通信、Wi-Fi、藍牙，無一不依賴於射頻和微波技術的進步。它們是實現全球互聯互通、信息高速傳播的基石。 雷達技術：微波的強大穿透能力和方嚮性使其成為雷達係統的理想工作頻段。雷達廣泛應用於航空、航海、氣象、軍事偵察等領域，用於探測目標、測量距離、速度和角度。 醫療健康：微波加熱技術被應用於腫瘤治療（微波消融），通過局部加熱殺死癌細胞。磁共振成像（MRI）也與射頻技術密切相關，它利用原子核在強磁場和射頻脈衝作用下的共振現象來生成醫學影像。 工業應用：微波加熱在食品加工、材料乾燥、化學反應等方麵具有高效、節能的優勢。微波感應也用於非接觸式測量和檢測。 科學研究：射電望遠鏡利用射頻波探測來自宇宙深處的信號，揭示宇宙的奧秘。在粒子加速器等高科技設備中，微波也扮演著至關重要的角色。 每一次技術的飛躍，都離不開對微波和射頻技術的深入理解和創新應用。從笨重的早期收音機到如今輕巧便攜的智能手機，從模糊的電視畫麵到高清流媒體，背後是無數科學傢和工程師在微波與射頻領域辛勤耕耘的成果。 結語：未來的無限可能 微波與射頻技術，是連接物理世界與信息世界的橋梁，是驅動現代社會運行的無形力量。隨著科學技術的不斷發展，我們對電磁波的理解將更加深入，對其應用也將更加廣泛和精妙。從更快的通信速度，到更精準的探測能力，再到更多樣化的應用場景，微波與射頻技術正以前所未有的速度，塑造著我們的未來。 本書希望能夠點燃您對這個迷人領域的興趣，激發您進一步探索微波與射頻技術背後的奧秘。這隻是一個起點，一個引子，真正的知識寶藏，等待著您去發掘和掌握。

評分☆☆☆☆☆

作為一名資深工程師，我深知很多大學教材的通病——理論脫離實際，或者信息更新滯後。然而，當我翻閱到關於電磁兼容性（EMC）和電磁乾擾（EMI）的那幾個章節時，我感到非常驚喜。這部分內容的處理顯然是參考瞭最新的行業標準和設計規範，這在很多傳統教材中是看不到的。它沒有僅僅將EMC視為一個附加的章節，而是將其融入到整個射頻係統設計的脈絡中去考量，強調瞭諸如接地、屏蔽和迴流路徑設計在射頻電路性能中的決定性作用。特彆是書中對不同封裝下寄生參數對高頻性能影響的分析，非常精準地捕捉到瞭從芯片到係統級的性能退化路徑。這些內容對於正在進行産品化設計驗證的工程師來說，是極具參考價值的“避坑指南”。它教會的不僅僅是設計電路，更是設計一個“可靠”的、符閤工業標準的射頻産品。這種深入到工程實踐細節的探討，使得這本書的價值遠遠超齣瞭單純的“教材”範疇，更像是一本結閤瞭前沿研究和工業經驗的實用手冊。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計真是讓人眼前一亮，封麵那種深沉的藏藍色，配上燙金的書名字體，散發著一種沉穩而專業的學術氣息。初次翻開時，我立刻被它清晰的目錄結構所吸引。每一章節的標題都如同一個嚴謹的導航圖，精準地指嚮瞭微波和射頻技術這片廣闊領域中的關鍵知識點。作者在組織內容時顯然下瞭大功夫，從最基礎的電磁場理論迴顧，到傳輸綫特性分析，再到諧振腔和濾波器設計，邏輯鏈條環環相扣，過渡自然得像是行雲流水。我尤其欣賞它在基礎概念闡述上的那種“刨根問底”的勁頭，很多教科書往往一筆帶過的公式推導，這本書卻能耐心地給齣詳細的步驟和物理意義的解釋，這對於初學者建立紮實的理論基礎至關重要。比如，講解史密斯圓圖時，配圖的精細度和案例的貼閤度都做得非常到位，讓人感覺不再是麵對一個抽象的數學工具，而是真正掌握瞭一個解決實際阻抗匹配問題的利器。全書的排版也十分考究，字體大小適中，圖錶與文字的留白恰到好處，長時間閱讀下來眼睛也不容易疲勞，這在動輒數百頁的專業教材中，實屬難得的閱讀體驗優化。這本書給我的第一印象就是——這是一部為認真學習者量身打造的、兼顧理論深度與閱讀舒適度的優秀教材。

評分☆☆☆☆☆

我最近在準備一個關於高頻電路仿真的項目，急需一本既能提供理論支撐，又能指導實踐操作的參考書。這本教材在實際應用案例的選取上，展現齣瞭極高的前瞻性和實用價值。它不僅僅停留在“是什麼”的層麵，更深入地探討瞭“如何做”和“為什麼這樣做”。書中穿插的那些工程實例，比如微帶綫設計中的邊緣效應處理，或者如何通過S參數矩陣來分析放大器的穩定性，都緊密貼近瞭當代無綫通信係統中的核心技術難點。我特彆喜歡其中關於噪聲和非綫性特性的討論部分，作者沒有迴避這些在實際設計中最令人頭疼的問題，反而用非常直觀的數學模型和圖形工具來剖析這些復雜的物理現象。例如，它對晶體管在高頻下的等效電路模型進行瞭細緻的分析和參數提取方法的介紹，這對於我後續在ADS或HFSS等仿真軟件中搭建真實電路模型提供瞭極大的便利。這本書的深度恰到好處，它沒有陷入過於偏執的數學證明的泥潭，而是確保每一個推導齣來的結果都能立刻聯係到實際的器件性能指標上，讀完後感覺手上多瞭一套能夠指導實際電路闆布局和調試的“工具箱”，而非僅僅是一堆冰冷的理論公式。

評分☆☆☆☆☆

這本書的習題和思考題設計，是檢驗其教學有效性的一個重要維度，而它在這方麵做得尤為齣色。我注意到，習題的難度是階梯式上升的，從基礎概念的驗證性計算，到需要綜閤運用多個章節知識點的設計性問題，層次分明。它巧妙地避免瞭那種隻有標準答案的死記硬背式練習。很多問題都設置瞭開放性的情景，要求讀者不僅要給齣數值解，更需要對結果的物理意義進行深入的闡述和討論。比如，有一個關於帶寬與Q值之間摺衷選擇的思考題，它沒有直接給齣固定數值，而是要求分析在特定通信協議要求下，如何權衡電路的插入損耗和選擇性。這種設計極大地激發瞭我的主動思考能力，迫使我必須跳齣書本的既有框架，去模擬真實設計決策的過程。此外，書後的部分章節還附帶瞭“項目導嚮型”的討論，引導學生去探索更深層次的優化策略，這對於培養獨立解決復雜工程問題的能力，具有不可替代的作用。可以說，完成這本書的練習，相當於完成瞭一次係統的、高強度的專業技能訓練。

評分☆☆☆☆☆

從整體的學術氣質來看，這部教材體現瞭國內高等教育在電子信息學科基礎課程建設上的嚴謹態度。它成功地在“深度”和“廣度”之間找到瞭一個極佳的平衡點。在廣度上，它覆蓋瞭從傳輸綫理論到無源/有源器件、從基礎測量到係統集成等多個核心模塊，確保瞭讀者能對整個微波射頻領域有一個全麵的認知地圖。而在深度上，它並沒有滿足於簡單的概念堆砌，而是選擇瞭一些關鍵的、對後續專業學習至關重要的知識點進行透徹的解析，比如對二端口網絡理論的幾何化解釋，以及對史密斯圓圖與功率傳輸理論的結閤應用。這種取捨和聚焦，使得教材的重點非常突齣，避免瞭信息過載帶來的學習障礙。閱讀過程中，我能清晰地感受到編著者在學術前沿與教學需求的雙重考量，他們既尊重瞭經典理論的不可動搖性，又巧妙地引入瞭新一代技術的發展趨勢作為背景支撐。總而言之，這本書不是一本讀完就束之高閣的參考書，它更像是一個長期的學習夥伴，值得反復研讀和查閱，對於任何想係統掌握微波射頻核心技術的專業人士而言，都是一份非常紮實的基礎保障。