微波電路基礎(chǔ)

前言

　　目前，社會已進入到電子信息時代，現(xiàn)代通信工程、信息工程和電子工程都與微波有著密不可分的關(guān)系，關(guān)于微波電路的基本知識已成為從事這方面工作的工程技術(shù)人員的必備知識。本書旨在給出關(guān)于微波電路基礎(chǔ)知識的系統(tǒng)概念和大體框架，使讀者在此基礎(chǔ)上借助有關(guān)工具和資料可獨立進行與微波電路有關(guān)的設計工作。　　本書內(nèi)容可分為兩大部分：除了第1章緒論外，第2章到第6章為無源電路部分，主要包括微波傳輸線理論、常用的微波傳輸線（如波導、同軸線、帶狀線、微帶線等）、微波網(wǎng)絡與元件、微波諧振器等；第7章到第11章為有源電路部分，主要包括微波混頻器、上變頻器與倍頻器、微波晶體管放大器、微波負阻振蕩器及PIN管與微波控制電路，主要介紹每一種電路所用的半導體器件的工作原理、技術(shù)指標及具體電路的組成等相關(guān)知識?！　”緯鳛榻滩氖褂脮r，系統(tǒng)講授需60學時左右，第1章和第11章各兩學時，個別章節(jié)如微波濾波器和微波網(wǎng)絡的相互聯(lián)接可以作為參考資料供學生閱讀?！　”緯歉鶕?jù)編者的授課教案編寫而成的。由于編者水平有限，難免存在疏漏之處，誠懇歡迎各方同行批評、指正，并多提寶貴意見。

內(nèi)容概要

本書系統(tǒng)地介紹了微波電路的基本知識，主要包括微波傳輸線理論、常用的微波傳輸線、微波網(wǎng)絡與元件、微波諧振器、微波混頻器、上變頻器與倍頻器、微波晶體管放大器、微波負阻振蕩器以及PIN管與微波控制電路等。 本書可作為電子工程、通信工程、信息工程、微波技術(shù)等專業(yè)的教材，也可作為從事上述專業(yè)的工程技術(shù)人員的參考用書。

書籍目錄

第1章　緒論　1.1　微波的概念、特點與應用　　1.1.1　微波的概念　　1.1.2　微波的特點　　1.1.3　微波的應用　1.2　微波技術(shù)與微波電路　思考練習題第2章　微波傳輸線理論　2.1　傳輸線方程與電壓、電流的波動性　　2.1.1　微波傳輸線的概念　　2.1.2　雙導線的原始參數(shù)與分布電氣參數(shù)　　2.1.3　傳輸線方程　　2.1.4　電壓、電流的波動性——傳輸線方程的解　思考練習題　2.2　傳輸線的特性參數(shù)與工作參數(shù)　　2.2.1　微波傳輸線的特性參數(shù)　　2.2.2　微波傳輸線的工作參數(shù)　思考練習題　2.3　傳輸線的工作狀態(tài)分析　　2.3.1　無耗線的幾種典型工作狀態(tài)　　2.3.2　有耗線的工作狀態(tài)、傳輸功率與效率　思考練習題　2.4　史密斯圓圖及其應用　　2.4.1　反射系數(shù)的圖形表示　　2.4.2　歸一化阻抗與歸一化導納　　2.4.3　史密斯阻抗圓圖　　2.4.4　史密斯導納圓圖　　2.4.5　圓圖的應用與計算步驟　　2.4.6　圓圖應用舉例　思考練習題　2.5　傳輸線的阻抗匹配　　2.5.1　源端阻抗匹配　　2.5.2　負載與傳輸線的阻抗匹配　思考練習題第3章　波導傳輸線　3.1　波導的分析方法與普遍特性　　3.1.1　波導的分析方法　　3.1.2　波導的普遍特性　思考練習題　3.2　矩形波導　　3.2.1　矩形波導中的電磁場　　3.2.2　矩形波導中的電磁場結(jié)構(gòu)　　3.2.3　矩形波導的傳輸特性　　3.2.4　矩形波導中的ＴＥ10?！　?.2.5　矩形波導的尺寸　思考練習題　3.3　圓波導　　3.3.1　圓波導中的電磁場　　3.3.2　圓波導的傳輸特性　　3.3.3　圓波導的三種常用模式　思考練習題第4章　其他常用微波傳輸線簡介　4.1　同軸線、帶狀線和微帶線　　4.1.1　同軸線　　4.1.2　帶狀線　　4.1.3　微帶線　　4.1.4　傳輸線TEM模式的特性　思考練習題　4.2　耦合傳輸線與奇偶模參量法　　4.2.1　耦合線方程　　4.2.2　奇偶模參量法　　4.2.3　耦合帶狀線　　4.2.4　耦合微帶線　思考練習題第5章　微波網(wǎng)絡與元件　5.1　廣義傳輸線理論與網(wǎng)絡的概念　　5.1.1　廣義傳輸線理論簡介　　5.1.2　波導等效為雙導線　　5.1.3　波導等效為雙導線的等效分布參數(shù)　　5.1.4　波導元件等效為集中參數(shù)電路　　5.1.5　微波網(wǎng)絡的概念　思考練習題　5.2　網(wǎng)絡參數(shù)　　5.2.1　二端口網(wǎng)絡的?Z、Y、A?參數(shù)　　5.2.2　二端口網(wǎng)絡的散射參數(shù)?S傳輸參數(shù)Ｔ　　5.2.3　多端口網(wǎng)絡的網(wǎng)絡參數(shù)　思考練習題　5.3　S參數(shù)的提取、變換及應用　　5.3.1　S參數(shù)的提取方法　　5.3.2　S參數(shù)與其他參數(shù)之間的相互轉(zhuǎn)換　　5.3.3　S參數(shù)與端口參考面的關(guān)系　　5.3.4　二端口網(wǎng)絡S參數(shù)的特性及其與工作特性的關(guān)系　　5.3.5　多端口網(wǎng)絡S參數(shù)與工作特性的關(guān)系　思考練習題　5.4　微波一、二、三端口元件簡介　　5.4.1　微波一端口元件　　5.4.2　波導二端口元件　　5.4.3　微波三端口元件　思考練習題　5.5　微波四端口元件　　5.5.1　對稱、互易、無耗四端口元件的S矩陣　　5.5.2　常見的微波四端口元件及其S矩陣　　5.5.3　微波定向耦合器　思考練習題　5.6　微波網(wǎng)絡的相互聯(lián)接　　5.6.1　二端口元件的聯(lián)接　　5.6.2　多端口網(wǎng)絡的簡化　　5.6.3　兩個多端口網(wǎng)絡的任意聯(lián)接　思考練習題　5.7　微波濾波器　　5.7.1　微波濾波器的分類與指標　　5.7.2　微波濾波器的衰減特性　　5.7.3　微波濾波器的等效電路、頻率變換與低通原型　　5.7.4　K、J變換器和變形原型及微波實現(xiàn)　　5.7.5　兩種最常用的微帶線濾波器的結(jié)構(gòu)　思考練習題第6章　微波諧振器第7章　微波混頻器第8章　上變頻器與倍頻器第9章　微波晶體管放大器第10章　微波負阻振蕩器第11章　PIN管與微波控制電路參考文獻

章節(jié)摘錄

　　微波技術(shù)是開發(fā)和利用微波為人類服務的科學理論和技術(shù)的總稱，包括微波的產(chǎn)生、傳輸變換（包括幅度、頻率、頻譜）、測量、輻射、傳播及利用等的一切理論和方法。除了輻射由天線實現(xiàn)，空間傳播屬電波理論的研究范疇外，其他技術(shù)均與微波電路有關(guān)。　　導引微波信號（能量）沿一定方向在規(guī)定范圍內(nèi)傳輸?shù)脑O備稱為微波傳輸線。微波傳輸線是微波頻率下的電路導線。由于微波的特點，其傳輸線的種類很多。其中，雙導線只適用于米波波段；同軸線是分米波波段的最佳傳輸線；厘米波波段最實用的傳輸線是波導；小功率無源電路以帶狀線為最佳；小功率、小體積有源電路則是微帶線的應用領(lǐng)域；應用于毫米波頻率以上的傳輸線還有介質(zhì)波導、鏡像線、波束傳輸線等；有源和無源電路中還用到懸?guī)Ь€、鰭線、共面線、槽線等；光纖屬于介質(zhì)傳輸線。因此，微波傳輸線的第一個特點是種類繁多，結(jié)構(gòu)差異大且互相不可替代。其次，微波傳輸線雖然絕對長度一般不大，但由于微波頻率高，波長短，其長度和波長可比擬，即等于、小于、大于波長，其電長度z／z很大，故微波傳輸線都是“長線”。第三，微波傳輸線在導引信號沿線傳輸時，周圍空間同時存在電磁波。所以，電磁波存在的空間及媒質(zhì)也是傳輸線的組成部分，不給周圍空間媒質(zhì)留出電磁波的傳輸空間的微波傳輸線是不存在的?？臻g媒質(zhì)中的電磁波和線上的電荷變化服從麥克斯韋方程組的旋度關(guān)系及邊界條件，因此與電場相關(guān)的分布電容和與磁場相關(guān)的分布電感對傳輸線的特性起決定性作用。第四，微波頻率的信號或能量沿傳輸線在傳播方向上是波動式行進的，即線上的電荷變化和與它聯(lián)系的電磁場以波動方式傳播，每一個截面上的電場、磁場、電壓、電流都不相同且隨時間變化。綜上所述可知，發(fā)生在微波傳輸線上的物理現(xiàn)象遠比傳統(tǒng)導線復雜得多，所以，傳輸線理論是微波技術(shù)的理論基礎(chǔ)?！　∥⒉娐肥歉鞣N微波設備的核心，它是由各種微波網(wǎng)絡用傳輸線聯(lián)系而組成的。微波網(wǎng)絡是完成特定信號變換作用的電路功能塊，如濾波器、混頻器、放大器、功分器、阻抗匹配器、定向耦合器等。微波網(wǎng)絡的最基本單元是各種微波元件，如匹配負載、波導膜片、銷釘與窗孔以及各種諧振器、環(huán)行器、微波分支電橋等。微波元件和微波網(wǎng)絡都是以對外聯(lián)接端口數(shù)來分類的，如一端口、二端口、三端口、四端口等。描述網(wǎng)絡特性的方法是定義網(wǎng)絡參數(shù)。微波網(wǎng)絡的參數(shù)除了確定電壓和電流關(guān)系的阻抗、導納和轉(zhuǎn)換參數(shù)外，還有確定端口入射波和反射波關(guān)系的散射參數(shù)和傳輸參數(shù)。

圖書封面

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