第0章绪论

0.1电磁频谱和微波频段

0.1.1电磁频谱

0.1.2微波的概念

0.1.3微波的特点

0.2电磁场与微波技术的发展

0.2.1电磁理论的发展

0.2.2微波技术的发展

0.3电磁场与微波技术的应用

0.3.1几种典型应用

0.3.2无线通信中的微波系统

0.4本书方法、内容和特点

0.4.1研究方法

0.4.2本书内容

0.4.3本书特点

习题

第1章电磁场基础

1.1矢量场和源

1.1.1矢量场的表示方法

1.1.2矢量场的散度和旋度

1.1.3矢量场唯一解的条件

1.2媒质的电磁特性

1.2.1媒质的传导特性

1.2.2介质的极化特性

1.2.3介质的磁化特性

1.2.4媒质的结构方程

1.3麦克斯韦方程组

1.3.1数学形式

1.3.2物理意义

1.4电磁场的边界条件

1.4.1边界条件的一般形式

1.4.2几种特殊的边界条件

1.5时谐电磁场

1.5.1时谐电磁场的表示方法

1.5.2时谐场复数形式的麦克斯韦方程组和边界条件

1.5.3复介电常数和复磁导率

1.6时谐场的能量守恒定律

1.6.1坡印廷矢量

1.6.2复坡印廷定理

1.7案例1： 避雷针顶端设计

1.7.1避雷针上的电荷分布规律

1.7.2避雷针的设计准则与防护区域

1.8案例2： 微波炉怎么加热食物

1.8.1微波加热原理及特点

1.8.2微波炉的安全性

习题

第2章平面电磁波

2.1理想介质中的均匀平面波

2.1.1波动方程

2.1.2基本解和波动性

2.1.3均匀平面波的传播特性

2.1.4沿任意方向传播的均匀平面波

2.2有耗媒质中的均匀平面波

2.2.1一般导电媒质中的均匀平面波

2.2.2良介质中的均匀平面波

2.2.3良导体中的均匀平面波

2.2.4极化损耗媒质中的平面波

2.3电磁波的极化

2.3.1线极化波

2.3.2圆极化波

2.3.3椭圆极化波

2.3.4三种极化类型的相互关系

2.4媒质分界面上平面波的垂直入射

2.4.1一般导电媒质

2.4.2理想导体

2.4.3理想介质

2.4.4良导体

2.5理想介质分界面上平面波的斜入射

2.5.1平行极化

2.5.2垂直极化

2.5.3全反射和表面波

2.6理想导体分界面上平面波的斜入射

2.6.1垂直极化

2.6.2平行极化

2.7案例1: 涡旋电磁波及其应用

2.7.1涡旋电磁波的特性

2.7.2涡旋电磁波的产生

2.7.3涡旋电磁波在通信中的应用

2.8案例2: 左手材料及其应用

2.8.1左手材料的传播特性

2.8.2左手材料的实现

2.8.3左手材料的应用

习题

第3章导行电磁波

3.1导行波的分析方法和模式

3.1.1导行波的分析方法

3.1.2TEM模

3.1.3TE模和TM模

3.2矩形波导

3.2.1TE模

3.2.2TM模

3.2.3TE10主模

3.3圆波导

3.3.1TE模

3.3.2TM模

3.3.3三种常用模式

3.4同轴线

3.4.1TEM模

3.4.2高次模和尺寸选择

3.5案例1: 矩形波导及其尺寸选择

3.5.1矩形波导的功率容量

3.5.2矩形波导的衰减

3.5.3矩形波导的尺寸选择

3.6案例2: 间隙波导及其应用

3.6.1间隙波导的原理

3.6.2间隙波导的结构和性能

3.6.3间隙波导的应用

习题

第4章传输线理论和平面传输线

4.1传输线的等效电路模型

4.1.1传输线的等效电路

4.1.2传输线方程

4.1.3传输线上的波传播

4.1.4无耗传输线

4.2端接负载的无耗传输线

4.2.1电压反射系数

4.2.2电压驻波比

4.2.3输入阻抗

4.2.4传输功率

4.3无耗传输线的工作状态

4.3.1无反射状态

4.3.2全反射状态

4.3.3部分反射状态

4.4史密斯圆图

4.4.1阻抗圆图的构成

4.4.2导纳圆图和组合圆图

4.4.3史密斯圆图的应用

4.5有耗传输线

4.5.1低耗线

4.5.2端接负载的低耗线

4.5.3传输线衰减的计算方法

4.6波导模的传输线等效

4.6.1等效电压和等效电流

4.6.2波导传输线等效的应用

4.7带状线

4.7.1带状线结构和模式

4.7.2带状线的特性参数

4.7.3带状线的尺寸选择

4.8微带线

4.8.1微带线结构和模式

4.8.2微带线的特性参数

4.8.3微带线的色散和高次模

4.9案例1: 平面波的传输线等效和应用

4.9.1平面波的传输线等效方法

4.9.2平面波传输线等效的应用

4.10案例2: 基片集成波导及其应用

4.10.1基片集成波导的结构与特性

4.10.2基片集成波导的应用

习题

第5章微波网络理论和微波元件

5.1微波网络的等效

5.1.1微波网络的等效原理

5.1.2单端口网络的等效

5.2阻抗矩阵和导纳矩阵

5.2.1阻抗矩阵

5.2.2导纳矩阵

5.2.3阻抗矩阵和导纳矩阵的性质

5.3散射矩阵

5.3.1归一化电压和电流

5.3.2散射矩阵的定义

5.3.3散射参数的性质

5.3.4参考面的移动

5.3.5二端口网络的转换和等效

5.4散射矩阵的测量

5.4.1网络分析仪的结构与误差模型

5.4.2网络分析仪的校准

5.4.3网络分析仪的测量

5.5基本电抗元件

5.5.1波导中的电抗元件

5.5.2微带中的电抗元件

5.5.3同轴中的电抗元件

5.6微波终端和连接元件

5.6.1终端元件

5.6.2连接元件

5.6.3传输线之间的转换

5.7案例1: 集总元件的微波特性测量

5.7.1集总元件的等效电路模型

5.7.2测量装置和测量方法

5.7.3测量结果和分析

5.8案例2: 微波元件的网络参数提取和应用

5.8.1微波元件的网络参数提取方法

5.8.2微波器件的分析与综合应用

习题

第6章微波无源和有源器件

6.1阻抗匹配器

6.1.1λ/4阻抗变换器

6.1.2枝节匹配

6.2功率分配器

6.2.1三端口网络的基本特性

6.2.2T形结功率分配器

6.2.3Wilkinson功率分配器

6.3定向耦合器

6.3.1定向耦合器的结构与性能参数

6.3.2波导定向耦合器

6.3.3微带分支线定向耦合器

6.3.4微带环混合网络

6.3.5波导魔T

6.4微波谐振器

6.4.1微波谐振器的概念

6.4.2几种典型的传输线谐振器

6.4.3微波谐振器的耦合与微扰

6.5微波滤波器

6.5.1微波滤波器的概念

6.5.2微波低通滤波器的实现

6.5.3微波带通滤波器的实现

6.6微波放大器

6.6.1微波场效应晶体管

6.6.2微波放大器的基本特性

6.6.3小信号微波放大器的设计

6.7微波振荡源

6.7.1负阻振荡原理

6.7.2微波介质振荡器的设计

6.7.3微波振荡器的性能指标

6.8微波混频器

6.8.1肖特基势垒二极管

6.8.2微波混频器的混频原理

6.8.3微波混频器的主要特性

6.8.4典型的微波混频器

6.9微波控制电路

6.9.1微波开关

6.9.2移相器

6.9.3衰减器

6.9.4限幅器

6.10微波铁氧体器件

6.10.1铁氧体的特性

6.10.2铁氧体移相器

6.10.3铁氧体隔离器

6.10.4铁氧体环行器

6.11案例1： 巴特勒矩阵及其应用

6.11.1巴特勒矩阵电路结构和原理

6.11.2巴特勒矩阵在移动通信中的应用

6.12案例2： 相控阵T/R组件及其应用

6.12.1相控阵T/R组件结构和原理

6.12.2相控阵T/R组件的应用

习题

第7章天线原理

7.1天线分析方法和思路

7.2基本辐射元

7.2.1基本电振子

7.2.2基本磁振子

7.3天线的电参数

7.3.1天线的阻抗特性参数

7.3.2天线的辐射特性参数

7.3.3弗利斯传输公式

7.4线天线

7.4.1对称振子天线

7.4.2垂直接地振子

7.4.3引向天线

7.4.4螺旋天线

7.4.5对数周期天线

7.5印刷天线

7.5.1微带天线

7.5.2渐变槽线天线

7.5.3平面螺旋天线

7.5.4圆锥螺旋天线

7.6面天线

7.6.1喇叭天线

7.6.2旋转抛物面天线

7.7阵列天线

7.7.1均匀直线阵

7.7.2侧射阵与端射阵

7.7.3相控阵原理

7.8案例1： 移动通信中的天线技术

7.8.1基站天线

7.8.2手机天线

7.9案例2： 透镜天线原理及其应用

7.9.1龙伯透镜天线的原理

7.9.2超材料龙伯透镜天线

7.9.3龙伯透镜天线的应用

习题

第8章电波传播

8.1媒质对电波传播的影响

8.1.1传输损耗

8.1.2多径效应和传输失真

8.1.3衰落

8.1.4去极化效应

8.1.5传播方向的改变

8.2电波传播的主要方式

8.2.1地波传播

8.2.2天波传播

8.2.3散射传播

8.2.4视距传播

8.3地面视距传播

8.3.1大气对视距传播的影响

8.3.2地面反射对视距传播的影响

8.3.3障碍物对视距传播的影响

8.3.4建筑物墙壁的反射和透射

8.4移动通信中的路径损耗模型

8.4.1OkumuraHata模型

8.4.2我国移动通信路径损耗估计方法

8.5案例1： 复杂环境中电波传播预测的抛物方程方法

8.5.1抛物方程方法的原理

8.5.2抛物方程方法的应用

8.6案例2： 智能超表面的调控机理及其应用

8.6.1智能超表面的调控机理

8.6.2智能超表面的应用与发展

习题

第9章微波系统导论

9.1微波发射机

9.1.1发射机的工作参数

9.1.2发射机的基本结构

9.1.3全固态发射机

9.2微波接收机

9.2.1接收机的功能和结构

9.2.2接收机的噪声系数和灵敏度

9.3微波频率合成器

9.3.1频率合成器的技术要求

9.3.2频率合成器的实现方法

9.3.3频率合成器举例

9.4案例1： 卫星通信系统

9.4.1星载转发器

9.4.2地面站的通信设备

9.5案例2： 软件定义无线电技术和应用

9.5.1软件定义无线电的定义和特点

9.5.2软件定义无线电的结构和原理

9.5.3软件定义无线电的应用

习题

附录A部分SI词头

附录B物理常量

附录C三种常用坐标系和矢量微分算符

附录D部分材料的电导率、介电常数和损耗角正切

附录E部分标准矩形波导数据

附录F部分标准同轴线数据(50Ω)

附录G部分国产微波基片数据

附录H贝塞尔函数

参考文献