本書(shū)系“普通高等教育‘十一五’國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材”。本書(shū)采用從場(chǎng)出發(fā)、場(chǎng)路結(jié)合的方法,圍繞規(guī)則導(dǎo)行波系統(tǒng)和微波全面地講述了微波技術(shù)的基本概念、理論、技術(shù)和分析方法。全書(shū)分為9章:緒論、導(dǎo)波的一般特性、典型導(dǎo)波系統(tǒng)的場(chǎng)分析、微波集成傳輸線、介質(zhì)波導(dǎo)和光波導(dǎo)、傳輸線的電路理論、微波諧振器、微波網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)、常用微波元件。各章均附有習(xí)題,書(shū)后附有習(xí)題答案。本書(shū)配有電子課件,可供任課教師參考。
本書(shū)可作為高等院校電子信息工程、通信工程、電子科學(xué)與技術(shù)以及相近專業(yè)的本科教材或教學(xué)參考書(shū),亦可供從事微波和天線工作的科研人員和工程技術(shù)人員參考。
本書(shū)是在原有教材的基礎(chǔ)上,結(jié)合編者的教學(xué)實(shí)踐和科研工作經(jīng)驗(yàn),參考目前國(guó)內(nèi)外同類教材,緊跟當(dāng)代電子科學(xué)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì),反映本學(xué)科最新發(fā)展編寫(xiě)而成。本書(shū)在內(nèi)容組織上注重基礎(chǔ)性、系統(tǒng)性和實(shí)用性,精煉傳統(tǒng)內(nèi)容,注重基本概念及對(duì)工程問(wèn)題處理方法的講述。本書(shū)將“場(chǎng)”和“路”的概念有機(jī)地結(jié)合起來(lái),使教材在連貫性、系統(tǒng)性和實(shí)用性方面更加突出。
本書(shū)在文字表達(dá)上力求簡(jiǎn)潔、清晰、流暢、易讀,同時(shí)每章配有大量工程應(yīng)用方面的例題和習(xí)題。附錄是本書(shū)的必要補(bǔ)充。本書(shū)配有電子課件,可供任課教師參考。
緒論
0.1 微波的波長(zhǎng)(或頻率)范圍
0.2 微波的主要特性
0.3 微波的應(yīng)用
第1章 導(dǎo)波的一般特性
1.1 導(dǎo)波和導(dǎo)波系統(tǒng)
1.2 導(dǎo)波的場(chǎng)分析方法
1.3 導(dǎo)波的分類及各類導(dǎo)波的特性
1.4 導(dǎo)波的傳輸功率、能量及衰減
1.5 導(dǎo)波系統(tǒng)中截止?fàn)顟B(tài)下的場(chǎng)
習(xí)題
第2章 典型導(dǎo)波系統(tǒng)的場(chǎng)分析
2.1 同軸線
2.2 矩形波導(dǎo)
2.3 圓形波導(dǎo)
第1章 導(dǎo)波的一般特性
1.1 導(dǎo)波和導(dǎo)波系統(tǒng)
時(shí)變電場(chǎng)產(chǎn)生時(shí)變磁場(chǎng),時(shí)變磁場(chǎng)又產(chǎn)生時(shí)變電場(chǎng),如此進(jìn)行下去,變化著的電場(chǎng)和磁場(chǎng)能傳播開(kāi)去就形成電磁波。
電磁波可分為自由空間波和導(dǎo)波。自由空間波是指在無(wú)界空間傳播的電磁波。導(dǎo)波是在含有不同媒質(zhì)邊界的空間傳播的電磁波,而構(gòu)成這種邊界的裝置則稱為導(dǎo)波系統(tǒng),它的作用是束縛并引導(dǎo)電磁波傳播。
導(dǎo)波系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)隨著不同頻段和實(shí)際需要而有所不同。
在低頻,導(dǎo)波系統(tǒng)的形式很簡(jiǎn)單,兩根導(dǎo)線就可以引導(dǎo)電磁波。這是因?yàn)閷?dǎo)線之間的距離和導(dǎo)線的長(zhǎng)度相對(duì)電磁波的波長(zhǎng)來(lái)說(shuō)小得可以忽略,兩導(dǎo)線的電流反相,在空間同一點(diǎn)建立的場(chǎng)也反相并相互抵消,即低頻電磁波沿導(dǎo)線傳輸幾乎沒(méi)有輻射損耗。同時(shí)頻率低,導(dǎo)線的電阻損耗也可忽略。因此,低頻對(duì)導(dǎo)波系統(tǒng)沒(méi)有特殊要求。當(dāng)頻率增高致使波長(zhǎng)與導(dǎo)線間的距離和導(dǎo)線的長(zhǎng)度可以比擬時(shí),情況就大不一樣了,兩導(dǎo)線的電流在空間建立的場(chǎng)不會(huì)反相相消而有輻射。頻率高,導(dǎo)線電阻損耗也增大,因此任意的兩根導(dǎo)線不能有效引導(dǎo)微波。
在微波波段,為減小雙導(dǎo)線的輻射和電阻損耗,采用一種改進(jìn)型雙導(dǎo)線即平行雙導(dǎo)體線。它是用線徑較大、線間距較小的平行雙導(dǎo)體構(gòu)成。這種雙導(dǎo)體線可用于微波低端——米波頻率。隨著頻率的繼續(xù)增加,平行雙導(dǎo)體線輻射損耗嚴(yán)重。為避免輻射并進(jìn)一步減少電阻損耗,出現(xiàn)了封閉式雙導(dǎo)體導(dǎo)波系統(tǒng)即同軸線,它可用于分米波和厘米波。但頻率增高到毫米波波段時(shí),由于同軸線橫向尺寸變小,內(nèi)導(dǎo)體的損耗很大,功率容量也下降。為克服同軸線的這些缺點(diǎn),理論和實(shí)踐證明,可以去掉其內(nèi)導(dǎo)體而作成空心單導(dǎo)體導(dǎo)波系統(tǒng)即柱面金屬波導(dǎo),它主要用于厘米波和毫米波。當(dāng)頻率增到毫米波、亞毫米波波段時(shí),金屬損耗已經(jīng)很大,而在這些波段介質(zhì)損耗還不算高,特別是低耗介質(zhì)的出現(xiàn),為發(fā)展新的導(dǎo)波系統(tǒng)——介質(zhì)波導(dǎo)創(chuàng)造了條件。介質(zhì)波導(dǎo)主要用于毫米波、亞毫米波乃至光波。
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