本书是根据教育部战略性新兴领域(新一代通信技术)教材建设要求,以及当前电磁场与微波技术学科的发展编著而成的。编著理念是“强调微波系统的贯通牵引,着眼元器件的网络分析,突出场路的结合与仿真”,力求使读者掌握电磁场与微波技术的基本原理、关键技术和分析方法,了解电磁场与微波技术前沿,为进一步的专业课程学习和从事相关工作奠定坚实的基础。
本书具有以下主要特点。
(1) 通俗易懂,可读性好。尽量用通俗语言深入浅出地讲解,语言流畅,使读者有兴趣阅读本书。在保证论证严谨性和准确性的前提下,“化场为路,场路结合”,着眼元器件的网络分析,尽可能减少烦琐的公式推导,加强物理概念的诠释。
(2) 内容系统完备,实用性强。以微波系统为牵引,突出基础知识的完备性,贯通了“理论—元件—器件—系统—应用”等内容。同时又兼顾内容的先进性和实用性,包含了避雷针防护、微波炉加热、集总元件微波特性测量、微波元件参数提取、相控阵收发组件、巴特勒(Butler)矩阵、龙伯(Luneburg)透镜、基站天线和手机天线等内容。
(3) 注重工程实践,案例新颖前沿。强调工程应用,教材精选了作者科研成果中大批工程应用实例,并设计了一系列电磁场、微波电路仿真实例和微波矢量网络分析仪实验,有助于学生在学习过程中理论和实践的结合。书中还配备了涡旋电磁波、左手材料、间隙波导、基片集成波导、3D打印天线、超材料天线、抛物方程方法、智能超构表面、软件无线电、数字阵列雷达、全数字相控阵等新颖前沿案例,有助于拓宽视野。
(4) 新形态教材,配套资源丰富,包括教学大纲、思维导图、PPT课件、教学视频、实践项目、彩图动画、习题解答,
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(5) 精选例题和习题,帮助理解原理。精选了一些例题,有助于对电磁场与微波技术基本概念和原理的理解。精选了习题,方便自我测试。
全书共10章,主要阐述电子信息系统中的电磁波信号产生、传输、变换、发射、传播、接收的基本概念、原理和方法,第0章是绪论,第1章是电磁场基础,第2章是平面电磁波,第3章是导行电磁波,第4章是传输线理论和平面传输线,第5章是微波网络理论和微波元件,第6章是微波无源和有源器件,第7章是天线原理,第8章是电波传播,第9章是微波系统导论。
本书可作为电子科学与技术、通信工程、电子信息工程、信息工程等电子信息类专业及相关专业的本科生和研究生教材,又可供相关科研人员、工程技术人员参考。
本书由长期工作在电磁场与微波技术学科教学和科研一线的科研人员共同编著。第0、4、9章以及前言、部分附录由柴舜连执笔,第1章以及部分附录由徐延林执笔,第2章由吴微微完成初稿,第3章由刘继斌完成初稿,第5章由丁亮完成初稿,第6章由肖科执笔,第7章由刘燚完成初稿,第8章由何艳执笔。柴舜连对各章的初稿进行了统一的修改、统稿和定稿。刘荧对全书的编著提出了宝贵意见,并提供了部分参考资料。本书引用了胡绘斌、赵菲、邱磊、李清华、刘亿荣、岳家璇、黄伟等研究生学位论文部分研究成果,研究生易帅宇、邓聪、周承冕、黄标等参与了本书的插图和资料整理工作,程世芳、文忠良等参与了本书的图片处理工作,在此一并表示感谢。清华大学出版社的文怡编辑在本书出版过程中付出了辛勤的劳动,在此表示感谢。
本书的编著工作还得到了学校、学院领导和机关的大力支持与帮助,在此表示感谢。
同时,本书是在国防科技大学的朱建清、刘荧、柴舜连、杨虎编著的《电磁波原理与微波工程基础》和毛钧杰、柴舜连、刘荧、刘继斌、杨虎编著的《微波技术与天线》的基础上编著而成的,编著过程中还参考了大量国内外文献和著作,在此对这些文献和著作的作者表示衷心的感谢。
本书涉及电磁场与微波技术领域广泛的理论和技术问题,由于作者的知识局限及参编作者较多,书中难免有不当之处,敬请读者批评指正。
作者 2025年1月于国防科技大学