微波與射頻技術(shù)

:彭沛夫、張桂芳:9787302307495

:49元

:1-1

:平裝

:2012-12-21

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(diǎn)

1.3微波通信系統(tǒng)

1.4微波傳輸

1.5微波在生活與生產(chǎn)中的應(yīng)用

1.6微波的生物效應(yīng)與安全性

1.7微波的研究方法

習(xí)題

2.1麥克斯韋方程

2.1.1靜態(tài)電磁場(chǎng)的基本定律和基本場(chǎng)矢量

2.1.2法拉第電磁感應(yīng)定律

2.1.3傳導(dǎo)電流與位移電流

2.1.4麥克斯韋方程

2.1.5結(jié)構(gòu)方程

2.2坡印廷定理

2.3波動(dòng)方程

2.4介質(zhì)中的平面波

2.5自由空間中的平面波

2.6導(dǎo)電媒質(zhì)中的平面波

2.7波的極化

2.7.1線極化波

2.7.2橢圓極化波

2.7.3圓極化波

習(xí)題

3.1傳輸線簡(jiǎn)介

3.2傳輸線方程及其解

3.2.1傳輸線方程

3.2.2傳輸線方程的解

3.2.3相速和群速

3.3無耗傳輸線

3.3.1無耗傳輸線簡(jiǎn)介

3.3.2端接負(fù)載的無耗傳輸線

3.4無耗傳輸線的狀態(tài)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(fù)數(shù)阻抗的情形

3.4.4具有不同特征阻抗的兩段傳輸線連接

3.5同軸線

3.5.1同軸線上電壓、電流和傳輸功率

3.5.2耐壓最高時(shí)的特性阻抗

3.5.3傳輸功率最大時(shí)的特性阻抗

3.5.4衰減最小時(shí)的特性阻抗

3.6有耗傳輸線

3.6.1低損耗傳輸線

3.6.2終端接負(fù)載的有耗傳輸線

3.6.3阻抗與傳播常數(shù)的測(cè)量

3.7傳輸線的阻抗匹配

3.7.1負(fù)載的功率計(jì)算

3.7.2傳輸線的三種阻抗匹配狀態(tài)

3.7.3阻抗匹配的方法

3.8Smith圓圖

習(xí)題

4.1引言

4.2導(dǎo)波原理

4.3矩形波導(dǎo)

4.3.1TE波和TM波的電磁場(chǎng)分布

4.3.2矩形波導(dǎo)的傳輸特性

4.3.3傳輸功率

4.3.4波導(dǎo)的損耗與衰減

4.3.5矩形波導(dǎo)尺寸的選擇

4.4平行平板波導(dǎo)

4.5圓形波導(dǎo)

4.5.1場(chǎng)方程

4.5.2圓形波導(dǎo)的傳輸特性

4.5.3圓形波導(dǎo)的三個(gè)主要模式

4.6光纖波導(dǎo)

4.6.1光纖波導(dǎo)簡(jiǎn)介

4.6.2光纖的導(dǎo)光原理

4.6.3多模光纖和單模光纖

4.6.4光纖的傳輸特性

4.6.5光纖通信系統(tǒng)

4.7微帶線

4.7.1微帶線的基本原理

4.7.2有效介電常數(shù)、特征阻抗和衰減的計(jì)算公式

習(xí)題

5.1諧振腔的特性參數(shù)

5.1.1諧振波長(zhǎng)(或諧振頻率)

5.1.2品質(zhì)因數(shù)

5.1.3損耗電導(dǎo)

5.1.4有載品質(zhì)因數(shù)

5.2傳輸線諧振電路

5.2.1短路傳輸線

5.2.2開路傳輸線

5.3矩形諧振腔

5.3.1矩形諧振腔中的振蕩模

5.3.2矩形諧振腔的諧振波長(zhǎng)λ0

5.3.3矩形諧振腔的主模TE101

5.4圓柱形諧振腔

5.5介質(zhì)諧振腔

5.6諧振腔與外電路的耦合

5.6.1臨界耦合

5.6.2縫隙耦合帶諧振器

習(xí)題

6.1端口網(wǎng)絡(luò)及模式等效傳輸線

6.1.1端口網(wǎng)絡(luò)

6.1.2模式等效傳輸線

6.1.3單口網(wǎng)絡(luò)的傳輸特性

6.2阻抗參量Z與阻抗矩陣

6.3導(dǎo)納參量Y與導(dǎo)納矩陣

6.4混合參量h與混合矩陣

6.5轉(zhuǎn)移參量與轉(zhuǎn)移矩陣

6.6散射參量S與散射矩陣

6.6.1散射參量與散射矩陣

6.6.2雙端口網(wǎng)絡(luò)接外電路分析

6.7傳輸參量T與傳輸矩陣

6.8阻抗、導(dǎo)納、傳輸和混合參量的相互轉(zhuǎn)換以及散射參量的變換

習(xí)題

7.1引言

7.2阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)

7.2.1L型匹配網(wǎng)絡(luò)

7.2.2T型匹配網(wǎng)絡(luò)

7.2.3Π型匹配網(wǎng)絡(luò)

7.3Smith圓圖阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

7.4阻抗變換器

7.4.1單節(jié)λ/4變換器

7.4.2多節(jié)λ/4變換器

習(xí)題

8.1定向耦合器

8.1.1定向耦合器的兩種常用表示符號(hào)和常規(guī)功率流向

8.1.2定向耦合器的表征參量

8.1.3定向耦合器的類型

8.1.4耦合器的應(yīng)用和耦合器方向性的測(cè)量

8.2濾波器的基本概念

8.2.1濾波器的基本形式

8.2.2濾波器的功率

8.2.3插入損耗

8.2.4回波損耗

8.3鏡像參量法

8.3.1鏡像阻抗

8.3.2電壓傳遞函數(shù)

8.3.3典型的二端口網(wǎng)絡(luò)的有關(guān)參數(shù)計(jì)算

8.3.4低通和高通濾波器

8.4插入損耗法

8.5濾波器的設(shè)計(jì)與轉(zhuǎn)換

8.5.1巴特沃茲濾波器

8.5.2切比雪夫?yàn)V波器

8.5.3特殊響應(yīng)濾波器

8.5.4濾波器轉(zhuǎn)換

8.6阻抗與導(dǎo)納變換器

8.7微波濾波器

8.7.1理查德變換

8.7.2科洛達(dá)恒等關(guān)系

習(xí)題

9.1功率衰減器與功率分配器的技術(shù)參數(shù)

9.2功率衰減器

9.2.1T型同阻式衰減器(Z1=Z2=Z0)

9.2.2Π型同阻式衰減器(Z1=Z2=Z0)

9.2.3異阻式衰減器

9.2.4應(yīng)用型衰減器

9.3T型(型)功率分配器

9.3.1無耗分配器

9.3.2電阻式功率分配器

9.4電感電容式比例功率分配器

9.4.1電感電容式功率分配器

9.4.2比例型功率分配器

習(xí)題

10.1振蕩器

10.1.1RF振蕩器

10.1.2晶體振蕩器

10.1.3微波振蕩器

10.2鎖相環(huán)

10.3微波固態(tài)源簡(jiǎn)介

10.4磁控管

10.5微波射頻放大器

10.5.1最大增益放大器

10.5.2低噪聲放大器

10.5.3寬帶放大器

10.5.4前置放大器

10.5.5功率放大器

習(xí)題

11.1射頻識(shí)別概述

11.1.1射頻識(shí)別簡(jiǎn)述

11.1.2射頻識(shí)別的特點(diǎn)

11.1.3射頻識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)、管理與開發(fā)簡(jiǎn)介

11.2RFID讀寫器

11.2.1讀寫器概述

11.2.2RFID的基本原理

11.2.3讀寫器的組成結(jié)構(gòu)

11.2.4單片機(jī)讀寫器

11.2.5DSP的RFID讀寫器

11.3電子標(biāo)簽

11.3.1電子標(biāo)簽簡(jiǎn)介

11.3.2不同頻段的電子標(biāo)簽

11.3.3電子標(biāo)簽協(xié)議

11.3.4電子標(biāo)簽的結(jié)構(gòu)

11.3.5電子標(biāo)簽芯片

11.4射頻識(shí)別應(yīng)用舉例

11.4.1供應(yīng)鏈應(yīng)用

11.4.2高速公路不停車收費(fèi)管理系統(tǒng)概述

11.4.3第二代身份證

習(xí)題

12.1天線基礎(chǔ)知識(shí)

12.1.1天線的基本概念

12.1.2天線口徑

12.1.3天線的場(chǎng)區(qū)

12.1.4天線發(fā)射功率與接收功率的關(guān)系

12.1.5波瓣圖

12.1.6天線輻射

12.2天線參量

12.2.1波束范圍(波束立體角)ΩA與波束效率

12.2.2定向性和輻射方向圖

12.2.3天線增益

12.2.4諧振頻率

12.2.5工作頻帶寬度

12.2.6天線阻抗

12.2.7駐波比

12.2.8極化

12.3偶極子天線

12.3.1偶極子天線簡(jiǎn)介

12.3.2偶極子天線的輻射功率

12.3.3偶極子天線的輻射電阻和傳遞的功率

12.4環(huán)天線與螺旋聚束天線

12.4.1環(huán)天線的遠(yuǎn)場(chǎng)表達(dá)式

12.4.2輻射效率

12.4.3螺旋聚束天線

12.5八木天線

12.6微帶貼片天線

12.7拋物面天線

12.7.1拋物面反射鏡天線

12.7.2柵狀拋物面天線

12.7.3拋物面天線的仿真

12.8移動(dòng)通信系統(tǒng)的天線

12.9智能天線

12.9.1智能天線的基本結(jié)構(gòu)

12.9.2智能天線的工作原理

12.9.3智能天線應(yīng)用實(shí)例--TD?SCDMA系統(tǒng)中智能

天線技術(shù)的實(shí)現(xiàn)

12.9.4智能天線技術(shù)與未來移動(dòng)通信

12.10衛(wèi)星天線

12.10.1衛(wèi)星天線系統(tǒng)

12.10.2地球站的天線饋線系統(tǒng)

習(xí)題

13.1微波與射頻仿真軟件概述

13.2ADS軟件的使用方法

13.2.1ADS工程相關(guān)操作

13.2.2ADS設(shè)計(jì)相關(guān)操作

13.2.3ADS仿真結(jié)果顯示和分析相關(guān)操作

13.2.4ADS仿真相關(guān)操作

13.2.5ADS的輸入輸出

13.3功率分配器的設(shè)計(jì)與仿真

13.3.1建立工程與設(shè)計(jì)電路圖

13.3.2電路圖仿真

13.3.3實(shí)驗(yàn)測(cè)試

13.4HFSS簡(jiǎn)介

13.4.1HFSS的啟動(dòng)

13.4.2設(shè)置HFSS工程文件的默認(rèn)路徑

13.4.3HFSS設(shè)計(jì)流程

13.5微帶貼片天線的HFSS設(shè)計(jì)和建模

13.5.1設(shè)計(jì)指標(biāo)和天線幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算

13.5.2微帶天線建模

13.5.3新建HFSS工程

13.5.4創(chuàng)建微帶天線模型

13.5.5查看天線諧振點(diǎn)

習(xí)題

附錄A重要的矢量公式

附錄B分貝和奈培

附錄C標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)主要參數(shù)表

附錄D常用同軸射頻電纜特性參數(shù)表

附錄E本書重要的數(shù)學(xué)公式

附錄F術(shù)語表

參考文獻(xiàn)

?本書內(nèi)容共分13章，分別闡述了微波與射頻技術(shù)的基本概念，電磁場(chǎng)與電磁波的基本理論，傳輸線，微波波導(dǎo)與微帶傳輸線，微波與射頻諧振電路，微波與射頻網(wǎng)絡(luò)分析，阻抗匹配與阻抗變換，定向耦合器與濾波器，功率衰減器與功率分配器，振蕩器與放大器，射頻識(shí)別，射頻/ 微波發(fā)射與接收，以及微波射頻電路設(shè)計(jì)與仿真。

該書內(nèi)容豐富、重點(diǎn)突出，具有明顯的先進(jìn)性，敘述通俗易懂、深入淺出、聯(lián)系實(shí)際、面向應(yīng)用，既適應(yīng)教學(xué)，也方便自學(xué)，可作為高等學(xué)校本科通信工程、 電子信息工程、 電子科學(xué)與技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)等專業(yè)的教材。也可作為職業(yè)技術(shù)學(xué)院和成人高等教育有關(guān)專業(yè)的教材或參考書，并供相關(guān)工程技術(shù)人員閱讀參考。

本書引入了工程應(yīng)用技術(shù)和方法。如射頻識(shí)別(RFID)，微波射頻的設(shè)計(jì)與仿真。各章中的舉例，都是從實(shí)際出發(fā)，面向應(yīng)用，使學(xué)生學(xué)有所用、有的放矢，為今后理論研究的深造和工程實(shí)際應(yīng)用打下良好的基礎(chǔ)。

本書共有13章，

第1章概論，介紹了微波頻段及特點(diǎn)，描述了微波在通信、 工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、雷達(dá)操控系統(tǒng)及家庭生活中的應(yīng)用，微波技術(shù)的研究方法;?

第2章電磁場(chǎng)與電磁波的基本理論，作為本書的理論基礎(chǔ)，精煉地論證了麥克斯韋方程、波動(dòng)方程及電磁波的傳播;?

第3章傳輸線理論，精巧地闡述了傳輸線方程解的構(gòu)成、特性參量及其應(yīng)用;?

第4章微波波導(dǎo)，研究了導(dǎo)波原理及各種波導(dǎo)和微波傳輸線及其應(yīng)用，精辟地介紹了現(xiàn)代光纖技術(shù);?

第5章微波與射頻諧振電路，分析了諧振腔的特性，闡述了傳輸線諧振電路及各種諧振腔的理論和應(yīng)用;?

第6章微波與射頻網(wǎng)絡(luò)分析，精煉地分析了阻抗、導(dǎo)納、混合、轉(zhuǎn)移、散射、傳輸參量的基本概念及其應(yīng)用;?

第7章阻抗匹配與阻抗變換，詳細(xì)研究了各種匹配網(wǎng)絡(luò)以及Smith圓圖阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)，介紹了阻抗變換器及其應(yīng)用;?

第8章定向耦合器與濾波器，簡(jiǎn)述了定向耦合器的基本概念和測(cè)量，討論了濾波器的基本概念和分析方法，介紹了濾波器的設(shè)計(jì)與轉(zhuǎn)換，以及微波濾波器的實(shí)現(xiàn);?

第9章功率衰減器與功率分配器，從現(xiàn)代微波技術(shù)應(yīng)用的角度介紹了各種功率衰減器和功率分配器;?

第10章振蕩器與放大器，介紹了現(xiàn)代微波振蕩器與射頻放大器的基本原理和應(yīng)用技術(shù)，詳細(xì)闡述了鎖相環(huán)、微波固態(tài)源以及磁控管的原理和工程應(yīng)用;?

第11章射頻識(shí)別(RFID)，精煉介紹了射頻識(shí)別的基本原理和應(yīng)用系統(tǒng)構(gòu)架，從應(yīng)用層面分析了基于AT89S51單片機(jī)的RFID讀寫器、ARM處理器的讀寫器及RFID應(yīng)用舉例;?

第12章射頻/微波發(fā)射與接收，介紹了天線的基本原理，講解了現(xiàn)代微波通信中應(yīng)用最廣泛、技術(shù)較先進(jìn)的有關(guān)天線;?

第13章微波射頻電路設(shè)計(jì)與仿真， 比較和分析了各種微波射頻電路設(shè)計(jì)與仿真技術(shù)， 精細(xì)地介紹了ADS軟件、 HFSS軟件的具體操作方法， 使初學(xué)者毫無障礙地進(jìn)入ADS和HFSS設(shè)計(jì)領(lǐng)域， 并把ADS和HFSS真正應(yīng)用到實(shí)際工程設(shè)計(jì)工作中去。

0 緒論

0.1 什么是微波

0.2 微波技術(shù)學(xué)科的特點(diǎn)

0.3 微波發(fā)展簡(jiǎn)史及大事記

0.4 微波技術(shù)的主要應(yīng)用

0.5 本書的內(nèi)容及研究方法

思考題與習(xí)題

1 傳輸線理論

1.1 引言

1.2 傳輸線方程及其解

1.3 無損耗線上的行波與駐波

1.4 不同負(fù)載時(shí)傳輸線的工作狀態(tài)

1.5 圓圖及其應(yīng)用

1.6 有耗傳輸線

思考題與習(xí)題

2 波導(dǎo)傳輸線

2.1 導(dǎo)行波系統(tǒng)的場(chǎng)方程

2.2 矩形波導(dǎo)

2.3 矩形波導(dǎo)的TE10波

2.4 圓波導(dǎo)

2.5 同軸線

2.6 脊形波導(dǎo)與介質(zhì)波導(dǎo)

2.7 波的激勵(lì)與耦合

思考題與習(xí)題

3 微波平面?zhèn)鬏斁€

3.1 平面?zhèn)鬏斁€的參量

3.2 微帶線

3.3 帶狀線

3.4 耦合線

3.5 共面波導(dǎo)與共面帶狀線

3.6 槽線

3.7 懸置和倒置微帶線

3.8 鰭線

思考題與習(xí)題

4 微波諧振器

5 微波網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)

6 定向耦合器與功率分配器

7 阻抗變換元件與匹配技術(shù)

8 微波濾波器

9 微波鐵氧體元件

10 微波測(cè)量

11 微波固態(tài)放大器

12 微波固態(tài)振蕩器與混頻器

13 微波電子控制電路

14 天線

15 無線電波傳播

附錄

參考資料