《微波工程（第四版）》是2019年10月電子工業出版社出版的圖書，作者是譚雲華。
基本介紹
- 中文名：微波工程（第四版）
- 作者：譚雲華
- ISBN：9787121372278
- 頁數：604頁
- 定價：128元
- 出版社：電子工業出版社
- 出版時間：2019年10月
- 開本：16開
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
本書是微波工程領域的一本優秀教材，其內容既有深度又有廣度，主要包括電磁理論、傳輸線理論、傳輸線和波導、微波網路分析、阻抗匹配和調諧、微波諧振器、功率分配器和定向耦合器、微波濾波器、鐵氧體元件理論與設計、噪聲與非線性失真、有源射頻及微波器件、微波放大器設計、振盪器和混頻器、微波系統導論。在基本理論方面，既介紹了經典的電磁場理論，又敘述了現代微波工程中常用的分布電路和網路分析方法。在微波電路和器件方面，除介紹傳統的線性微波電路及波導器件外，還增加了平面結構元件和積體電路的設計、振盪器的相位噪聲、電晶體功率放大器、非線性效應以及當今微波工程師經常使用的工具，如微波CAD軟體包和網路分析儀等內容。每章結尾提供了習題，書末提供了部分習題的答案，可供教師選用和學生自測。本書的特點是從基本概念出發，介紹專用電路和器件的設計，以便讀者理解如何套用基本概念得出有用的結果，提高讀者運用理論解決實際問題的能力。
本書可作為高年級本科生或研究生的微波工程教材，也可作為微波電路及器件研製和開發的工程技術人員的參考書。
圖書目錄
第1章 電磁理論 1
1.1 微波工程簡介 1
1.1.1 微波工程套用 1
1.1.2 微波工程簡史 3
1.2 麥克斯韋方程 4
1.3 媒質中的場和邊界條件 8
1.3.1 一般材料分界面上的場 10
1.3.2 介質分界面上的場 11
1.3.3 理想導體（電壁）分界面上的場 11
1.3.4 磁壁邊界條件 12
1.3.5 輻射條件 12
1.4 波方程和基本平面波的解 12
1.4.1 亥姆霍茲方程 12
1.4.2 無耗媒質中的平面波 13
1.4.3 一般有耗媒質中的平面波 14
1.4.4 良導體中的平面波 15
1.5 平面波的通解 16
1.5.1 圓偏振平面波 19
1.6 能量和功率 20
1.6.1 良導體吸收的功率 21
1.7 媒質分界面上的平面波反射 22
1.7.1 普通媒質 22
1.7.2 無耗媒質 23
1.7.3 良導體 25
1.7.4 理想導體 26
1.7.5 表面阻抗概念 26
1.8 斜入射到一個介電界面 28
1.8.1 平行偏振 28
1.8.2 垂直偏振 30
1.8.3 全反射和表面波 31
1.9 一些有用的定理 32
1.9.1 互易定理 32
1.9.2 鏡像理論 33
參考文獻 35
習題 36
第2章 傳輸線理論 39
2.1 傳輸線的集總元件電路模型 39
2.1.1 傳輸線上的波傳播 40
2.1.2 無耗傳輸線 41
2.2 傳輸線的場分析 41
2.2.1 傳輸線參量 41
2.2.2 由場分析導出同軸線的電報方程 43
2.2.3 無耗同軸線的傳播常數、阻抗和功率流 44
2.3 端接負載的無耗傳輸線 45
2.3.1 無耗傳輸線的特殊情況 47
2.4 Smith圓圖 50
2.4.1 組合阻抗-導納的Smith圓圖 54
2.4.2 開槽線 55
2.5 1/4波長變換器 58
2.5.1 阻抗觀點 58
2.5.2 多次反射觀點 59
2.6 源和負載失配 60
2.6.1 負載與線匹配 61
2.6.2 源與帶負載的線匹配 62
2.6.3 共軛匹配 62
2.7 有耗傳輸線 63
2.7.1 低耗線 63
2.7.2 無畸變傳輸線 64
2.7.3 端接的有耗傳輸線 65
2.7.4 計算衰減的微擾法 65
2.7.5 惠勒增量電感定則 66
2.8 傳輸線的瞬態效應 68
2.8.1 端接負載的傳輸線的脈衝反射特性 68
2.8.2 瞬態電路彈跳圖 70
參考文獻 71
習題 71
第3章 傳輸線和波導 75
3.1 TEM波、TE波和TM波的通解 75
3.1.1 TEM波 77
3.1.2 TE波 78
3.1.3 TM波 79
3.1.4 由電介質損耗引起的衰減 80
3.2 平行平板波導 80
3.2.1 TEM模 81
3.2.2 TM模 81
3.2.3 TE模 84
3.3 矩形波導 86
3.3.1 TE模 87
3.3.2 TM模 90
3.3.3 部分載入波導的TEm0模 94
3.4 圓波導 96
3.4.1 TE模 96
3.4.2 TM模 99
3.5 同軸線 103
3.5.1 TEM模 103
3.5.2 高階模 104
3.6 接地介質板上的表面波 106
3.6.1 TM模 107
3.6.2 TE模 109
3.7 帶狀線 112
3.7.1 傳播常數、特徵阻抗和衰減的公式 113
3.7.2 近似的靜電解 114
3.8 微帶線 117
3.8.1 有效介電常數、特徵阻抗和衰減的計算公式 117
3.8.2 頻率依賴效應和高階模 119
3.9 橫向諧振法 121
3.9.1 部分載入矩形波導的TE0n模 122
3.10 波速和色散 122
3.10.1 群速 123
3.11 傳輸線和波導小結 125
3.11.1 其他類型的傳輸線和波導 125
參考文獻 128
習題 128
第4章 微波網路分析 131
4.1 阻抗和等效電壓與電流 131
4.1.1 等效電壓與電流 131
4.1.2 阻抗概念 134
4.1.3 Z(ω)和Г(ω)的奇偶性 136
4.2 阻抗和導納矩陣 137
4.2.1 互易網路 138
4.2.2 無耗網路 139
4.3 散射矩陣 140
4.3.1 互易網路與無耗網路 143
4.3.2 參考平面的移動 145
4.3.3 功率波和廣義散射參量 146
4.4 傳輸（ABCD）矩陣 149
4.4.1 與阻抗矩陣的關係 151
4.4.2 二連線埠網路的等效電路 151
4.5 信號流圖 153
4.5.1 信號流圖的分解 154
4.5.2 TRL網路分析儀校正的套用 156
4.6 不連續性和模分析 160
4.6.1 矩形波導中H平面階梯的模分析 162
4.7 波導的激勵——電流和磁流 166
4.7.1 只激勵一個波導模的電流片 166
4.7.2 任意電流源或磁流源的模激勵 167
4.8 波導激勵——小孔耦合 170
4.8.1 通過橫向波導壁上的小孔耦合 172
4.8.2 通過波導寬壁上的小孔耦合 174
參考文獻 175
習題 175
第5章 阻抗匹配和調諧 181
5.1 用集總元件匹配（L網路） 181
5.1.1 解析解法 182
5.1.2 Smith圓圖解法 183
5.2 單短截線調諧 186
5.2.1 並聯短截線 187
5.2.2 串聯短截線 189
5.3 雙短截線調諧 192
5.3.1 Smith圓圖解法 193
5.3.2 解析解法 195
5.4 1/4波長變換器 196
5.5 小反射理論 199
5.5.1 單節變換器 199
5.5.2 多節變換器 200
5.6 二項式多節匹配變換器 201
5.7 切比雪夫多節匹配變換器 204
5.7.1 切比雪夫多項式 204
5.7.2 切比雪夫變換器的設計 206
5.8 漸變傳輸線 208
5.8.1 指數漸變 209
5.8.2 三角形漸變 210
5.8.3 Klopfenstein漸變 210
5.9 Bode?Fano約束條件 213
參考文獻 215
習題 215
第6章 微波諧振器 217
6.1 串聯和並聯諧振電路 217
6.1.1 串聯諧振電路 217
6.1.2 並聯諧振電路 219
6.1.3 有載Q和無載Q 221
6.2 傳輸線諧振器 222
6.2.1 短路λ/2傳輸線 222
6.2.2 短路λ/4傳輸線 224
6.2.3 開路λ/2傳輸線 225
6.3 矩形波導腔諧振器 226
6.3.1 諧振頻率 226
6.3.2 模的無載Q 227
6.4 圓波導腔諧振器 230
6.4.1 諧振頻率 230
6.4.2 模的無載Q 232
6.5 介質諧振器 234
6.5.1 TE01δ模的諧振頻率 234
6.6 諧振器的激勵 237
6.6.1 耦合係數和臨界耦合 238
6.6.2 縫隙耦合微帶諧振器 239
6.6.3 小孔耦合腔 242
6.6.4 通過二連線埠測量求無載Q 243
6.7 腔的微擾 245
6.7.1 材料微擾 245
6.7.2 形狀微擾 247
參考文獻 249
習題 249
7.1 功率分配器和耦合器的基本特性 253
7.1.1 三連線埠網路（T形結） 253
7.1.2 四連線埠網路（定向耦合器） 256
7.2 T形結功率功率分配器 259
7.2.1 無耗功率分配器 259
7.2.2 電阻性功率分配器 260
7.3 Wilkinson功率分配器 262
7.3.1 偶-奇模分析 262
7.3.2 不等分功率分配和N路Wilkinson功率分配器 265
7.4 波導定向耦合器 266
7.4.1 倍茲孔耦合器 266
7.4.2 多孔耦合器的設計 270
7.5 正交（90°）混合網路 274
7.5.1 偶?奇模分析 274
7.6 耦合線定向耦合器 277
7.6.1 耦合線理論 277
7.6.2 耦合線耦合器的設計 280
7.6.3 多節耦合線耦合器的設計 284
7.7 Lange耦合器 286
7.8 180°混合網路 289
7.8.1 環形混合網路的偶-奇模分析 290
7.8.2 漸變耦合線混合網路偶-奇模分析 294
7.8.3 波導魔T 296
7.9 其他耦合器 297
參考文獻 299
習題 300
第8章 微波濾波器 304
8.1 周期結構 304
8.1.1 無限長周期結構的分析 305
8.1.2 有負載的周期結構 307
8.1.3 k?β圖和波速 308
8.2 採用鏡像參量法設計濾波器 310
8.2.1 二連線埠網路的鏡像阻抗和傳遞函式 310
8.2.2 定k式濾波器節 313
8.2.3 m導出式濾波器節 314
8.2.4 複合濾波器 317
8.3 採用插入損耗法設計濾波器 319
8.3.1 用功率損耗比表征 319
8.3.2 最平坦低通濾波器原型 321
8.3.3 等紋波低通濾波器原型 324
8.3.4 線性相位低通濾波器原型 326
8.4 濾波器變換 327
8.4.1 阻抗和頻率定標 327
8.4.2 帶通和帶阻變換 329
8.5 濾波器的實現 332
8.5.1 理察變換 333
8.5.2 科洛達恆等關係 333
8.5.3 阻抗和導納倒相器 337
8.6 階躍阻抗低通濾波器 338
8.6.1 短傳輸線段近似等效電路 339
8.7 耦合線濾波器 341
8.7.1 耦合線段的濾波器特性 342
8.7.2 耦合線帶通濾波器的設計 346
8.8 使用耦合諧振器的濾波器 351
8.8.1 使用1/4波長諧振器的帶阻和帶通濾波器 351
8.8.2 使用電容性耦合串聯諧振器的帶通濾波器 354
8.8.3 使用電容性耦合併聯諧振器的帶通濾波器 357
參考文獻 360
習題 361
第9章 鐵氧體元件理論與設計 363
9.1 亞鐵磁性材料的基本性質 363
9.1.1 磁導率張量 363
9.1.2 圓極化場 367
9.1.3 損耗效應 369
9.1.4 退磁因子 371
9.2 鐵氧體中的平面波傳播 373
9.2.1 在偏置場方向的傳播（法拉第旋轉） 373
9.2.2 垂直於偏置場的波傳播（雙折射） 376
9.3 波在鐵氧體載入的矩形波導中的傳播 378
9.3.1 有單片鐵氧體的波導的TEm0模 378
9.3.2 有兩片對稱鐵氧體的波導的TEm0模 381
9.4 鐵氧體隔離器 382
9.4.1 諧振隔離器 382
9.4.2 場位移隔離器 385
9.5 鐵氧體相移器 387
9.5.1 非互易鎖存相移器 387
9.5.2 其他類型的鐵氧體相移器 389
9.5.3 迴轉器 390
9.6 鐵氧體環形器 390
9.6.1 失配環形器的特性 391
9.6.2 結型環形器 392
參考文獻 396
習題 396
第10章 噪聲與非線性失真 399
10.1 微波電路中的噪聲 399
10.1.1 動態範圍和噪聲源 399
10.1.2 噪聲功率與等效噪聲溫度 400
10.1.3 噪聲溫度的測量 402
10.2 噪聲係數 403
10.2.1 噪聲係數的定義 403
10.2.2 級聯繫統的噪聲係數 405
10.2.3 無源二連線埠網路的噪聲係數 406
10.2.4 失配有耗傳輸線的噪聲係數 407
10.2.5 失配放大器的噪聲係數 409
10.3 非線性失真 410
10.3.1 增益壓縮 411
10.3.2 諧波頻率和交調失真 411
10.3.3 3階截斷點 413
10.3.4 級聯繫統的截斷點 414
10.3.5 無源交調 415
10.4 動態範圍 416
10.4.1 線性和無雜散動態範圍 416
參考文獻 417
習題 418
第11章 有源射頻及微波器件 420
11.1 二極體及二極體電路 420
11.1.1 肖特基二極體和檢波器 420
11.1.2 PIN二極體和控制電路 424
11.1.3 變容二極體 429
11.1.4 其他二極體 430
11.1.5 功率合成 431
11.2 雙極結型電晶體 432
11.2.1 雙極結型電晶體 432
11.2.2 異質結雙極電晶體 434
11.3 場效應電晶體 434
11.3.1 金屬半導體場效應電晶體 435
11.3.2 金屬氧化物半導體場效應電晶體 436
11.3.3 高電子遷移率電晶體 437
11.4 微波積體電路 437
11.4.1 混合微波積體電路 438
11.4.2 單片微波積體電路 439
11.5 微波管 441
參考文獻 444
習題 444
第12章 微波放大器設計 446
12.1 二連線埠功率增益 446
12.1.1 二連線埠功率增益的定義 446
12.1.2 二連線埠功率增益的深入探討 449
12.2 穩定性 451
12.2.1 穩定性圓 451
12.2.2 無條件穩定的檢驗 453
12.3 單級電晶體放大器設計 456
12.3.1 最大增益設計（共軛匹配） 456
12.3.2 等增益圓和固定增益的設計 460
12.3.3 低噪聲放大器設計 464
12.3.4 低噪聲MOSFET放大器 467
12.4 寬頻電晶體放大器設計 469
12.4.1 平衡放大器 469
12.4.2 分布放大器 471
12.4.3 差分放大器 475
12.5 功率放大器 478
12.5.1 功率放大器的特性和放大器類型 478
12.5.2 電晶體的大信號特性 479
12.5.3 A類功率放大器的設計 479
參考文獻 481
習題 482
第13章 振盪器和混頻器 484
13.1 射頻振盪器 485
13.1.1 一般分析方法 485
13.1.2 使用共發射極的雙極結型電晶體的振盪器 486
13.1.3 使用共柵極場效應電晶體的振盪器 487
13.1.4 實際考慮 488
13.1.5 晶體振盪器 490
13.2 微波振盪器 491
13.2.1 電晶體振盪器 492
13.2.2 介質諧振器振盪器 495
13.3 振盪器相位噪聲 498
13.3.1 相位噪聲的表示 498
13.3.2 振盪器相位噪聲的Leeson模型 499
13.4 頻率倍增器 502
13.4.1 電抗性二極體倍頻器（Manley-Rowe關係） 502
13.4.2 電阻性二極體倍頻器 504
13.4.3 電晶體倍頻器 506
13.5 混頻器 509
13.5.1 混頻器特性 509
13.5.2 單端二極體混頻器 513
13.5.3 單端FET混頻器 514
13.5.4 平衡混頻器 516
13.5.5 鏡像抑制混頻器 518
13.5.6 差分FET混頻器和吉爾伯特單元混頻器 520
13.5.7 其他混頻器 521
參考文獻 523
習題 524
第14章 微波系統導論 526
14.1 天線的系統特性 526
14.1.1 天線輻射的場和功率 527
14.1.2 天線輻射方向圖特徵 528
14.1.3 天線的增益和效率 530
14.1.4 孔徑效率和有效面積 531
14.1.5 背景溫度和亮度溫度 532
14.1.6 天線的噪聲溫度和G/T 534
14.2 無線通信系統 536
14.2.1 Friis公式 537
14.2.2 鏈路預算和鏈路裕量 538
14.2.3 無線接收機結構 540
14.2.4 接收機的噪聲特性 542
14.2.5 數字調製和誤碼率 544
14.2.6 無線通信系統 546
14.3 雷達系統 550
14.3.1 雷達方程 552
14.3.2 脈衝雷達 553
14.3.3 都卜勒雷達 554
14.3.4 雷達散射截面 555
14.4 輻射計系統 556
14.4.1 輻射計理論和套用 556
14.4.2 全功率輻射計 558
14.4.3 迪克輻射計 559
14.5 微波傳播 560
14.5.1 大氣效應 560
14.5.2 地面效應 561
14.5.3 電漿效應 562
14.6 其他套用和專題 563
14.6.1 微波加熱 563
14.6.2 電能傳輸 563
14.6.3 生物效應和安全性 564
參考文獻 565
習題 566
附錄A 構成十進制倍數和分數單位的詞頭 569
附錄B 向量分析 569
B.1 坐標變換 569
B.2 向量微分算符 570
附錄C 貝塞爾函式 571
附錄D 其他數學公式 573
D.1 有用的積分 573
D.2 泰勒級數 573
附錄E 物理常數 574
附錄F 某些材料的電導率 574
附錄G 一些材料的介電常數和損耗角正切 575
附錄H 一些微波鐵氧體材料的特性 575
附錄I 標準矩形波導數據 576
附錄J 標準同軸線數據 577
部分習題答案 578
術語表 581
