微波技术基本教程

.1.5.2 阻抗圆图应用举例 37
1.5.3 导纳圆图 39
1.6 阻抗匹配 40
1.6.1 阻抗匹配的概念 40
1.6.2 负载与传输线阻抗匹配的方法 42
1.7 均匀和非均匀有耗传输线 46
1.7.1 均匀有耗传输线 46
1.7.2 非均匀有耗传输线 51
附录1.1 双导线和同轴线的分布参数 52
附录1.2 某些传输线的特性阻抗 52
附录1.3 阻抗的测量方法 53
习题 55
第2章 规则波导 57
2.1 引言 57
2.1.1 梯度、散度和旋度 58
2.1.2 麦克斯韦方程 62
2.2 波动方程与导行波 66
2.2.1 波动方程 66
2.2.2 导行电磁波 69
2.3 规则波导中的导行波 72
2.3.1 波型 72
2.3.2 传输特性 75
2.4 矩形波导管中电磁波的传输特性 88
2.4.1 波动方程在直角坐标系中的解 88
2.4.2 波型及场结构 90
2.4.3 矩形波导管中电磁波的传输特性 94
2.4.4 矩形波导管的管壁电流 99
2.4.5 等效阻抗 100
2.4.6 激励与耦合 102
2.5 圆形波导管中电磁波的传输特性 103
2.5.1 波动方程在圆柱坐标系中的解 103
2.5.2 波型及场结构 106
2.5.3 传输功率和衰减 112
2.6 同轴线及其中的高次波型 115
2.6.1 同轴线中的tem波型 116
2.6.2 同轴线中的高次波型 118
2.6.3 同轴线尺寸的选择 122
附录2.1 贝塞尔函数简介 124
附录2.2 部分同轴线、矩形软波导管结构示意图 127
习题 128
第3章 微带传输线 130
3.1 带状传输线 130
3.1.1 特性阻抗 131
3.1.2 相速度和导波波长 134
3.1.3 带状线的损耗和衰减 134
3.1.4 带状线的功率容量 135
3.1.5 带状线尺寸的选择 135
3.2 微带线 136
3.2.1 微带线中的模式 137
3.2.2 微带线的特性阻抗 137
3.2.3 相速度和导波波长 140
3.2.4 微带线的损耗 140
3.2.5 微带线的色散特性与尺寸选择 141
3.3 耦合带状线和耦合微带线 142
3.4 用于微波集成电路的其他传输线简介 143
3.4.1 悬置和倒置微带线 143
3.4.2 槽线 144
3.4.3 共面波导 144
3.4.4 鳍线 145
附录3.1 椭圆积分简介 146
附录3.2 零厚度微带线特性阻抗数据表 149
习题 156
第4章 光纤 157
4.1 引言 157
4.2 阶跃光纤的射线分析 161
4.2.1 在不同介质分界面上波的反射和折射 161
4.2.2 阶跃光纤的射线分析 165
4.3 阶跃光纤的波动理论 169
4.3.1 波动方程及其解 170
4.3.2 特征方程、模的传输与截止、模的远离截止 175
4.3.3 光纤的色散特性 180
4.4 无线光通信基本知识简介 181
习题 182
第5章 微波谐振器 184
5.1 谐振器的特性参数 185
5.1.1 谐振频率 185
5.1.2 品质因数 185
5.2 圆柱形谐振腔 189
5.2.1 电磁场的表示式 190
5.2.2 谐振频率与波型图 193
5.2.3 固有品质因数 197
5.2.4 圆柱形谐振腔中常用的三种主要模式 198
5.3 矩形谐振腔 200
5.3.1 电磁场的表示式 200
5.3.2 特性参数的计算 204
5.4 同轴线谐振腔 206
5.4.1 二分之一波长型同轴线谐振腔 207
5.4.2 四分之一波长型同轴线谐振腔 209
5.4.3 电容加载同轴线谐振腔 210
5.5 其他类型微波谐振器简介 211
5.5.1 介质谐振器 211
5.5.2 平面谐振器 215
5.5.3 微带传输线谐振器 216
习题 217
第6章 常用(无源)微波元件 219
6.1 连接元件 219
6.1.1 矩形波导接头 219
6.1.2 同轴线接头 221
6.2 变换元件 223
6.2.1 传输线尺寸变换器 223
6.2.2 阶梯式阻抗变换器 226
6.2.3 模式转换器 228
6.3 分支元件 230
6.3.1 同轴线型功率分配器 230
6.3.2 微带线功率分配器 232
6.3.3 矩形波导管分支接头 234
6.4 终端元件 238
6.4.1 匹配负载 238
6.4.2 全反射终端器(短路器) 240
6.5 矩形波导管中的衰减器和移相器 243
6.5.1 衰减器 243
6.5.2 移相器 243
6.6 定向耦合器 244
6.6.1 双孔定向耦合器 246
6.6.2 均匀多孔阵列定向耦合器 247
6.6.3 耦合机构在波导宽壁的定向耦合器 248
6.7 微波滤波器 249
6.7.1 由矩形波导和谐振腔构成的滤波器 250
6.7.2 利用高低阻抗线构成的滤波器 251
6.8 场移式隔离器 253
6.9 y形结环形器 254
6.10 电抗性元件 255
6.10.1 矩形波导管中的膜片、谐振窗和金属杆 255
6.10.2 矩形波导管中的阶梯 259
6.10.3 同轴线中的阶梯 260
习题 261
第7章 微波网络基本知识 262
7.1 引言 262
7.2 波导等效为双线，不均匀性等效为网络 263
7.2.1 波导等效为双线传输线 263
7.2.2 不均匀性等效为网络 267
7.3 归一化参量 268
7.3.1 阻抗的归一化 269
7.3.2 电压和电流的归一化 269
7.3.3 场强复振幅的归一化 269
7.3.4 归一化电压、电流与归一化的场强复振幅之间的关系 270
7.4 微波网络的参量 270
7.4.1 微波网络的电路参量 271
7.4.2 微波网络的波参量 277
7.4.3 常用网络参量之间的互换关系 279
7.4.4 参考面移动对散射参量的影响 283
7.4.5 基本电路单元的网络参量 283
7.5 二端口网络的工作特性参量 285
7.5.1 插入反射系数和插入驻波比 286
7.5.2 插入衰减 286
7.5.3 插入相移 287
7.5.4 电压波的传输系数 288
7.6 网络的连接 288
7.6.1 二端口网络的串联 288
7.6.2 二端口网络的并联 289
7.6.3 二端口网络的级联 290
7.7 网络参量的性质 291
7.7.1 互易(可逆)网络 291
7.7.2 无耗网络 292
附录7.1 矩阵知识初步 293
附录7.2 复功率定理 296
习题 296
附录一 例题解析 298
附录二 数学公式 308
附录三 奈培和分贝 314
附录四 常用导体材料的特性 316
附录五 常用介质基片材料的高频特性 317
附录六 微带线常用导体材料的特性 318
附录七 空心矩形和圆形金属波导管参数 319
习题答案 325
主要参考资料 329