目录第一章童引论1.1微波及其特点1.2微波的应用+1.3本书的内容框图1.4导行波及其一般传输特性..本章提要.....13习题14.第二章传输线理论**162.1传输线方程16232.2分布参数阻抗..2.3无耗线工作状态分析…272.4有耗线的特性与计算312.5史密斯圆图38.2.6阻抗匹配:45...本章提要57习题58.第三章规则金属波导653.1矩形波导653.2圆形波导·773.3同轴线*843.4波导正规模的特性-893.5波导的激励…92.本章提要·101习题102第四章微波集成传输线…1054.1带状线105....4.2微带线1134.3耦合带状线和耦合微带线1244.4其它型式平面传输线132++.本章提要…140习题·141第五章毫米波介质波导与光波导1435.1表面波及其特性1435.2简单介质波导1485.3毫米波介质镜像线159
5.4光纤1615.5薄膜光波导1755.6带状光波导182...183本章提要,.习题184186第六章微波网络基础1866.1微波接头的等效网络6.2一端口网络的阻抗待性1921946.3微波网络的阻抗和导纳矩阵1976.4微波网络的散射矩阵.2056.5ABCD矩阵2096.6传输散射矩阵2116.7微波网络的信号流图本章提要,216-习题·217第七章微波谐振器2202207.1微波谐振器的基本特性与参数..:7.2串联和并联谐振电路225..7.3传输线谐振器2297.4金属波导谐振腔2357.5介质谐振器244·7.6法布里-珀罗谐振器2517.7谐振器的激励2547.8微波谐振腔的微扰理论260--本章提要,264...习题·265第八章常用微波元件2688.1一端口元件..2688.2二端口元件272.8.3三端口元件2778.4四端口元件2878.5微波周期结构302本章提要309习题310第九章微波铁氧体元件3169.1微波铁氧体的基本特性3169.2铁氧体媒质中的平面波3259.3铁氧体加载矩形波导3299. 4微波铁氧体隔离器-**331
9.5微波铁氧体相移器335.9.6微波铁氧体环行器..337本章提要.342习题·343..附录314附录一波导参数表341*+++附录二同轴线参数表347...附录三常用导体材料的特性·349附录四常用介质材料的特性350.参考书目:351
第一章 引论本章简述微波的特点和应用,介绍本书的内容,论述导行波概念及其一股传输特性,使读者对本书有个整体上的了解。1.1微波及其特点就现代微波理论和技术的研究和发展而论,微波(microwave)是指频率从300MHz至3000GHz范围内的电磁波,其相应的波长从1m至0.1mm。这段电磁频谱包括分米波(频率从300MHz至3000MHz)、厘米波(频率从3GHz至30GHz)、毫米波(频率从30GHz至300GHz)和亚毫米波(频率从300GHz至3000GHz)四个波段。在雷达、通信及常规微波技术中,常用拉丁字母代号表示微波的分波段。表1.1-1(α)、(6)分别示出常用微波分波段代号和家用电器的频段。表1. 1-1(a)常用微波分波段代号表1. 1 -1(6)家用电器的频段名称波段代号标称波长(cm)频率范围(Gllz)波长范围(cm)频率范围L221-230 - 15调幅无线电535-1605kHzS102-415-7.5短波无线电3-30MHzc54-87.5~3.75调频无线电88-108MHz3x8-123.75-2.5商用电视2Ku12-182.5-1.67[1-3频道48.5-72.5MHzK1.251. 67 - 1. 1118~274-5频道76- 92 MHzKa0.827 - 401. 11 - 0. 756-12频道167-223MHzU0.640-600. 75 - 0. 513-24额道470-566MHzV0. 460-800.50.37525-68频道606-958MHzw0.380-1000.375- 0. 3微波炉2.45 GHZ从电子学和物理学的观点看,微波这段电磁谱具有不同于其它波段的如下重要特点:似光性和似声性微波的波长很短,比地球上一般物体(如飞机、舰船、汽车、坦克、火箭、导弹、建筑物等)的尺寸相对要小得多,或在同一量级。这使微波的特点与几何光学相似,即所谓似光性。因此,使用微波工作,能使电路元件尺寸减小,使系统更加紧
微波技术基础2族:可以设计制成体积小、波束很窄、方向性很强、增益很高的天线系统,接收来自地面或宇宙空间各种物体反射回来的微弱信号,从而确定物体的方位和距离,分析目标的特征。由于微波的波长与物体(如实验室中的无线电设备)的尺寸具有相同的量级,使得微波的特点又与声波相近,即所谓似声性。例如微波波导类似于声学中的传声筒;喇叭天线和缝隙天线类似于声学喇叭、萧和笛:微波谐振腔类似于声学共鸣箱等。穿透性微波照射于物体(介质体)时,能深入物质内部:微波能穿透电离层,成为人类探测外层空间的“宇宙窗口”;微波能穿透云雾、雨、植被、积雪和地表层,具有全天候和全天时的工作能力,成为感技术的重要波段;微波能穿透生物体,成为医学透热疗法的重要手段毫米波还能穿透等离子体,是远程导弹和航天器重返大气层时实现通信和末制导的重要手段。非电离性微波的昼子能量还不够大,不足以改变物质分子的内部结构或破坏分子间的键。而由物理学知道,分子、原子和原子核在外加电磁场的周期力作用下所呈现的许多共振现象都发生在微波范围,因而微波为探索物质的内部结构和基本特性提供了有效的研究手段。另一方面,利用这一特性和原理,可研制许多适用于微波波段的器件。信息性由于微波的频率很高,所以在不太大的相对带宽下,其可用的频带很宽,可达数百甚至上千兆赫。这是低频无线电波无法比拟的。这意味着微波的信息容量大,所以现代多路通信系统,包括卫星通信系统,几乎无例外地都是工作在微波波段。另外,微波信号还可提供相位信息、极化信息、多普勒频率信息。这在目标探测、遥感、目标特征分析等应用中是十分重要的。1.2 微波的应用由于微波具有上述重要特点,所以获得了广泛的应用。微波的应用包括作为信息载体的应用和作为微波能的应用两个方面。下面就其应用的主要领域加以简单介绍,微波的传统应用是雷达和通信。这是微波作为信息载体的应用。雷达是利用电磁波对目标进行探测和定位。现代雷达大多数是微波雷达。利用微波工作的雷达可以使用尺寸较小的天线,来获得很窄的波束宽度,以获取关于被测目标性质的更多的信息。雷达不仅用于军事,也用于民用,如导航、气象探测、大地测量、工业检测和交通管制等。由于微波具有频率高、频带宽、信息量大的特点,所以被广泛应用于各种通信业务、包括微波多路通信、微波中继通信、散射通信、移动通信和卫星通信。利用微波各波段的特点可作特殊用途的通信,例如从S到Ku波段的微波适用作以地面为基地的通信:毫米波适用于空间与空间的通信,毫米波段的60GHz频段的电波大气衰减较大,适于作近距离保密通信;而90GHz频段的电波在大气中的衰减却很小,是个窗口频段,适于作地空和远距离通信;对于很长距离的通信,则L波段更适合,因为在此波段容易获得较大的功率微波能的工衣业应用。微波作为能源的应用始于20世纪50年代后期,至60年代末,微波能应用随着微波炉的商品化进入家庭而得到大力发展。微波能应用包括微波的强功率应用和弱功率应用两个方面。强功率应用是微波加热:弱功率应用是用于各种电量和非电量(包括长度、速度、湿度、温度等)的测