微波技术与天线：电磁波导行与辐射工程-第2版修订版, 殷际杰

微波技术与天线：电磁波导行与辐射工程（第2版修订版）
定        价：￥44.80
作        者：殷际杰　编著
出  版  社：电子工业出版社
出版时间：2012-8-1
ＩＳＢＮ：9787121177286

内容简介

　　本书是在作者三十多年教学及科研实践基础上编写而成的，系统讲述电磁场与电磁波、微波技术、天线的基本概念、理论、分析方法和基本技术。本书结构紧凑、内容精练、体系完整、思路贯通，全书包括绪篇（电磁场理论概要）、上篇（微波传输线与微波元件）和下篇（天线基本原理与技术），分别讲述电磁场与电磁波的基本概念与规律，电磁波导行传输与控制手段，电磁波辐射传输及相关技术问题。

本书目录

绪篇 电磁场理论概要第1章 电磁场与电磁波的基本概念和规律1.1 电磁场的四个基本矢量1.1.1 电场强度E1.1.2 高斯(Gauss)定律1.1.3 电通量密度D1.1.4 电位函数φ1.1.5 磁通密度B1.1.6 磁场强度H1.1.7 磁力线及磁通连续性定理1.1.8 矢量磁位A1.2 电磁场的基本方程1.2.1 全电流定律：麦克斯韦第一方程1.2.2 法拉第-楞次(Faraday-Lenz)定律：麦克斯韦第二方程1.2.3 高斯定律：麦克斯韦第三方程1.2.4 磁通连续性原理：麦克斯韦第四方程1.2.5 电磁场基本方程组的微分形式1.2.6 不同时空条件下的麦克斯韦方程组1.3 电磁场的媒质边界条件1.3.1 电场的边界条件1.3.2 磁场的边界条件1.3.3 理想导体与介质界面上电磁场的边界条件1.3.4 镜像法1.4 电磁场的能量1.4.1 电场与磁场存储的能量1.4.2 坡印廷(Poynting)定理1.5 依据电磁场理论形成的电路概念1.5.1 电路是特定条件下对电磁场的简化表示1.5.2 由电磁场方程推导出的电路基本定律1.5.3 电路参量1.6 电磁波的产生——时变场源区域麦克斯韦方程的解1.6.1 达朗贝尔(D'Alembert)方程及其解1.6.2 电流元辐射的电磁波1.7 平面电磁波1.7.1 无源区域的时变电磁场方程1.7.2 理想介质中的均匀平面电磁波1.7.3 导电媒质中的均匀平面电磁波1.8 均匀平面电磁波在不同媒质界面的入射反射和折射1.8.1 电磁波的极化1.8.2 均匀平面电磁波在不同媒质界面上的垂直入射1.8.3 均匀平面电磁波在不同媒质界面上的斜入射本章小结习题一上篇 微波传输线与微波元件第2章 传输线的基本理论2.1 传输线方程及其解2.1.1 传输线的电路分布参量方程2.1.2 正弦时变条件下传输线方程的解2.1.3 对传输线方程解的讨论2.2 无耗均匀传输线的工作状态2.2.1 电压反射系数2.2.2 传输线的工作状态2.2.3 传输线工作状态的测定2.3 阻抗与导纳圆图及其应用2.3.1 传输线的匹配2.3.2 阻抗圆图的构成原理2.3.3 阻抗圆图上的特殊点和线及点的移动2.3.4 导纳圆图2.3.5 圆图的应用举例2.4 有损耗均匀传输线2.4.1 线上电压、电流、输入阻抗及电压反射系数的分布特性2.4.2 有损耗均匀传输线的传播常数2.4.3 有损耗均匀传输线的传输功率和效率本章小结习题二第3章 微波传输线3.1 平行双线与同轴线3.1.1 平行双线传输线3.1.2 同轴线3.2 微带传输线3.2.1 微带线的传输模式3.2.2 微带线的传输特性3.3 矩形截面金属波导3.3.1 矩形截面波导中场方程的求解3.3.2 对解式的讨论3.3.3 矩形截面波导中的TE10模3.3.4 矩形截面波导的使用3.4 圆截面金属波导3.4.1 圆截面波导中场方程的求解3.4.2 基本结论3.4.3 圆截面波导中的三个重要模式TE11、TM01与TE013.4.4 同轴线中的高次模3.5 光波导3.5.1 光纤的结构形式及导光机理3.5.2 单模光纤的标量近似分析本章小结习题三第4章 微波元件及微波网络理论概要4.1 连接元件4.1.1 波导抗流连接4.1.2 同轴线——波导转接器4.1.3 同轴线——微带线转接器4.1.4 波导——微带线转接器4.1.5 矩形截面波导——圆截面波导转接器4.2 波导分支接头4.2.1 E-T分支4.2.2 H-T分支4.2.3 双T分支4.3 波导R,L,C元件4.3.1 匹配负载和衰减器4.3.2 电抗元件4.4 定向耦合器4.4.1 定向耦合器的基本指标4.4.2 波导窄壁双孔耦合定向耦合器4.5 阻抗变换器与阻抗调配器4.5.1 阻抗变换器4.5.2 阻抗调配器4.6 微波谐振器4.6.1 角柱腔——从传输模到谐振模4.6.2 圆柱腔4.7 微波铁氧体元件4.7.1 微波铁氧体的物理特性4.7.2 场移式隔离器4.7.3 环流器4.8 微波元件等效为微波网络4.8.1 构成微波网络必须考虑的一些问题4.8.2 二端口微波网络4.9 微波网络的散射参量与传输参量4.9.1 散射参量4.9.2 传输参量4.10 二端口微波网络参量4.10.1 二端口微波网络参量的相互转换4.10.2 特定情况下二端口微波网络参量的性质4.10.3 基本单元二端口微波网络的参量4.10.4 微波网络参量的测定4.11 微波网络的外特性参量4.11.1 电压传输系数T4.11.2 插入衰减L4.11.3 插入相移4.11.4 输入驻波比本章小结习题四下篇 天线基本原理与技术第5章 天线理论基础5.1 电流元的辐射场5.2 行波长线天线5.3 自由空间中的对称振子天线5.3.1 对称振子上的电流5.3.2 对称振子天线的辐射场5.4 发射天线的电特性参量5.4.1 天线的方向性特性参量5.4.2 天线辐射波的极化5.4.3 天线的辐射功率与辐射电阻5.4.4 天线的方向系数和增益5.4.5 天线的输入阻抗5.4.6 天线的有效长度5.4.7 天线的工作频带宽度5.5 接收天线5.5.1 接收天线接收电磁波的物理过程5.5.2 天线的互易定理5.5.3 天线的有效接收面积5.5.4 付里斯(Friis)传输公式5.5.5 接收天线的等效噪声温度5.6 天线阵列5.6.1 二元天线阵列5.6.2 N元均匀直线阵列5.6.3 圆阵5.6.4 面阵、体阵和连续元阵5.6.5 对称振子阵列的输入阻抗5.7 相控阵与智能天线的基本原理5.7.1 相控天线阵列5.7.2 智能天线的基本原理——波束形成5.8 地面对天线特性的影响5.8.1 远离地面架设的天线5.8.2 近地架设的天线5.9 离散阵列中其他常用单元线状天线5.9.1 折合振子5.9.2 圆环天线5.10 以时变电场和时变磁场为源的基本辐射元5.10.1 基本口径面辐射源——惠更斯(Huyge)元5.10.2 基本隙缝辐射元本章小结习题五第6章 工程中常用的典型天线6.1 电磁波在自然环境中的传播6.1.1 地表面波(地波)传播6.1.2 电离层反射(天波)传播6.1.3 直视(空间)波传播6.1.4 各波段电磁波的传播6.2 直立天线6.2.1 直立天线的辐射场与方向性6.2.2 直立天线的特性参量6.2.3 直立天线性能的改善6.3 水平偶极天线6.3.1 方向函数与方向图6.3.2 基本特性参量6.3.3 天线架设参数的选择6.4 菱形天线6.4.1 菱形天线的构成及基本工作原理6.4.2 菱形天线的架设6.5 引向天线6.5.1 引向天线的工作原理6.5.2 辐射特性的分析计算方法6.5.3 引向天线特性参量的近似计算6.6 螺旋天线6.6.1 螺旋天线的结构与辐射模式6.6.2 轴向辐射模式螺旋天线的方向性6.7 正交振子与电视发射天线6.7.1 正交振子的辐射6.7.2 翼面振子6.8 移动通信用天线6.8.1 手持机(移动)台用天线6.8.2 基站台用天线6.9 波导隙缝阵列天线6.9.1 隙缝天线6.9.2 波导隙缝天线阵列6.10 微带贴片天线的基本原理6.10.1 矩形贴片微带辐射元6.10.2 微带贴片天线的馈电6.11 口径面天线6.11.1 波导终端口径面的辐射特性6.11.2 电磁喇叭6.11.3 抛物反射面天线6.11.4 双反射面天线本章小结习题六附录附录A 矢量运算公式附录B 矩形截面波导参数附录C 圆截面波导参数附录D 平行双线与同轴线的分布参数附录E 常用硬同轴线参数附录F 常用射频同轴电缆参数附录G 常用金属导体材料性能附录H 常用介质材料性能附录I 电离层的基本参数附录J 电磁波频谱划分附录K 微波波段划分附录L 民用电磁波频率参考文献

前言

序《微波技术与天线——电磁波导行与辐射工程》这本书，在讲述电磁场与电磁波基本理论的基础上，重点讨论电磁波的导行传输与辐射传输及其相关问题。基于电磁波作为信息载体的基本定位，这些基本原理和技术是电子信息科学的重要组成部分，是电子信息类专业学生和工程技术人员不可缺少的知识内容。　　本书是根据作者多年来为电子信息工程、通信工程等专业本科生讲授“电磁场与微波技术”、“天线原理”等课程的讲稿整理、充实而成的，总结了作者多年教学和科研的实践经验。本书初版自2004年出版以来已重印多次，受到读者的欢迎和好评；第2版保持了初版的特色，其内容取舍更为合理，叙述语言更为准确和流畅。　　本书思路贯通，注意内容的有机联系。在讲述原理的过程中，注意现象的物理内涵和必要的数学逻辑思维的有机结合，注意本课程内容与相关专业课程和工程实际的交织和衔接，注意严谨性和可读性相结合的讲述方法。本书特别注重讲清楚分析与解决问题的思路，讲清楚工程问题的理论分析方法，讲清楚分布的“场”与集总的“路”的关系。　　本书在内容叙述上注意由浅入深，注意书的可读性。在每一篇的开始部分都写了提要，在每一章之后对全章内容进行小结，并附典型思考题。书后附录汇集了与本课程相关的有用资料。　　本书吸收了近年来国内同类型图书的长处，又注意改进现有图书的不足之处，是一部优秀的教材和图书，既可作为电子信息类大学本科生在学习电磁场与电磁波、微波技术及天线等课程的教材，也可作为相关专业本科生教学参考书或电子信息类工程技术人员参考书。　　2008年本书正式通过了教育部评审，已纳入普通高等教育“十一五”国家级教材规划，这是对作者治学水准的充分认可。谨向作者表示祝贺！　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　哈尔滨工业大学贾世楼 2009年2月　　　　 前 言《微波技术与天线——电磁波导行与辐射工程》第1版于2004年6月出版发行，在短短两年内印刷3次，这表明一些院校的教师、学生及工程技术界的同仁对本书的编写思路、内容安排和叙述方法的认同。在汲取读者意见和建议并融入我本人对一些问题进一步思考的基础上，在电子工业出版社的积极支持下，本书第2版于2008年初夏完成编写，同年12月出版，并入选普通高等教育“十一五”国家级规划教材。“微波技术与天线”（以下简称场与波）课程的主旨是讲述电磁波的导行与辐射传输，及其在电子信息技术中的应用。其基本原理与技术是电子信息科学的重要组成部分，是电子信息类专业学生和工程技术人员不可缺少的知识储备内容。我本人从事本专业特别是场与波方面的教学和科研工作多年，深知这方面的知识概念多而抽象，运用数学知识多且工程性强，历来是难学和难教的课程。因此我一直在思考着：面对电子信息科学的飞速发展，场与波的课程应该让学生掌握哪些内容，达到怎样的深度；如何更便于学生接受，使之建立起学习兴趣，并给他们留有独立思考的空间等。在本书编写中一定程度上体现了我的上述思考和认识。　　本书第2版保持了第1版的编写思路和框架结构，对一些章节的内容进行了调整和充实，使之能与电子信息技术的发展更好地衔接，并对叙述语言作了必要的修正，使之更为准确和顺畅。此次修订，对原书再次进行了审校，对书中个别叙述不确切之处以及文字、符号差错进行了订正。为便于课堂教学，配合本书编制了一套教学课件可供使用，任课教师可登录华信教育资源网（www.hxedu.com.cn）免费注册后下载。　　本书内容由绪篇、上篇和下篇三部分组成：绪篇建立电磁场与电磁波的基本概念和基本规律，以及在不同时空条件下的具体体现；上篇讲述电磁波的导行规律和导行机构，以及对导行波控制的相关问题；下篇讲述电磁波的辐射传输及其机构——天线。第2版的编写还选用了王新超、李杰、孙菲和徐晶等同学毕业论文中的部分结果，这使得书中相应部分的内容更为充实和具体。本书可作为电子信息类专业大学本科生学习电磁场与电磁波、微波技术和天线等课程的教材，教学时数以80～100学时为宜。本书在编写时也考虑到本专业工程技术人员的阅读方便。　　本书第2版的编写工作是由我和牛晓霞同志共同完成的。她绘制了书中用图，承担书稿的整理加工工作，并精心设计制作了配合本书的教学课件。此次修订工作由我本人完成。燕山大学信息科学与工程学院暨电子通信工程系的领导及我的同事们，对本书编写工作极为关注，并给予了全力的支持。　　哈尔滨工业大学贾世楼教授审阅了书稿。他对本书给予了很高的评价，在充分肯定本书特色的同时，提出了宝贵的意见和建议，并为之作序，热情地向读者推荐本书。　　电子工业出版社（特别是许楷和张来盛两位编辑）积极支持本书的编写出版和修订再版，他们的信任和鼓励使我深为感动。　　在此我向以上各位同志表示衷心的感谢。　　本书第2版的编写及修订，正值我夫人姜克敏老师羁患重病家事陷入困境之时。她在病痛之中还劝诫我：打起精神把书写好，要呈献给读者一本易读实用、值得保存的书。我把这话记述于此，是为镜鉴。　　　　　　殷际杰　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2012年5月于秦皇岛