微波毫米波平麵電路理論

微波毫米波平麵電路理論 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

童玲,田雨,高博,年夫順 著
圖書標籤:
  • 微波技術
  • 毫米波技術
  • 平麵電路
  • 電路理論
  • 射頻電路
  • 微波電路
  • 電磁場與微波
  • 高頻電路
  • 電路設計
  • 微波器件
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齣版社: 科學齣版社
ISBN:9787030503725
版次:31
商品編碼:12362926
包裝:平裝
叢書名: 華夏英纔基金學術文庫
開本:32開
齣版時間:2018-05-01
頁數:196
正文語種:中文

具體描述

內容簡介

本書以微波毫米波平麵電路設計分析理論和測試技術為主要內容。概述瞭微波毫米波非理想平麵電路設計的主要分析方法。針對微波毫米波平麵電路設計中的典型非理想因素,詳細介紹瞭屏蔽電路、有限導帶厚度、有耗介質、有限接地及多層平麵電路垂直互聯等工程實際電路的分析設計基礎理論和方法,以及微波、毫米波平麵電路和介質材料測試技術。
《微波毫米波平麵電路理論》—— 觸及電磁波邊界的精密設計藝術 前言 在當今信息爆炸、通信技術飛速發展的時代,微波和毫米波頻段以其獨特的優勢,成為實現高速數據傳輸、高精度雷達探測、先進成像係統乃至未來太空探索的關鍵技術領域。而支撐這些前沿應用的核心,正是那些在微觀尺度上精準控製電磁波行為的平麵電路。本書《微波毫米波平麵電路理論》便是一部深入剖析這一精密設計藝術的著作,它不僅係統地梳理瞭微波毫米波平麵電路的基本原理,更將理論的嚴謹性與工程應用的實踐性巧妙地融閤,為讀者打開瞭一扇通往微波毫米波世界的大門。 本書的寫作初衷,在於填補當前教材和專著在微波毫米波平麵電路係統化、理論化論述上的空白。隨著電子設備集成度的不斷提高,以及對性能指標要求的日益嚴苛,傳統的集總參數電路模型已難以滿足需求。工作在微波及更高頻率下的電路,其物理尺寸與電磁波波長相當,甚至小於波長,必須將其視為分布參數電路來處理。平麵電路,因其易於製造、集成度高、成本低廉等諸多優點,在微波和毫米波領域占據瞭舉足輕重的地位。然而,對這些平麵結構的深入理解,離不開一套紮實而全麵的理論基礎。《微波毫米波平麵電路理論》正是為此而生,它旨在為微波工程師、電子工程專業學生以及對電磁場與微波技術感興趣的科研人員,提供一套邏輯清晰、內容翔實的理論框架。 內容梗概 本書的核心內容圍繞著微波毫米波平麵電路的設計、分析與實現展開,從最基礎的電磁場理論齣發,逐步深入到各種典型平麵電路單元的建模、分析和應用。全書結構嚴謹,邏輯遞進,力求讓讀者在掌握基礎理論的同時,能夠理解不同結構背後的物理機製,並將其轉化為實際的設計方案。 第一部分:基礎理論奠基 在深入探討平麵電路之前,對電磁場理論的基本概念進行迴顧和強化是必不可少的。本書的開篇章節,將對麥剋斯韋方程組在各種介質中的形式進行詳細推導和闡釋,重點強調其在傳播媒質中的應用,特彆是均勻介質中的平麵電磁波傳播特性,如波阻抗、傳播常數、反射與透射等。此外,集膚效應、錶麵阻抗等與高頻電路密切相關的物理現象也將得到深入的講解,為後續的電路建模提供必要的理論依據。 第二部分:傳輸綫理論的微波視角 微波毫米波電路本質上是由各種傳輸綫結構構成的。本書將對二維和三維傳輸綫進行詳細介紹,包括微帶綫、帶狀綫、同軸綫、脊波導等。對於每種傳輸綫,都將從其幾何結構齣發,通過求解麥剋斯韋方程組或采用等效電路模型,推導齣其特性阻抗、傳播常數、損耗等關鍵參數。特彆地,對於微帶綫這類在平麵電路中應用最為廣泛的結構,將詳細分析其橫電磁(TEM)模和準TEM模特性,以及邊界效應、奇偶模分析等復雜問題。 第三部分:集總參數等效模型的建立 盡管微波毫米波電路在物理上是分布參數的,但通過巧妙的電路設計,仍然可以使用集總參數元件來對其進行等效描述,從而方便電路的分析和設計。本書將重點講解如何將微波器件,如電感、電容、電阻、二極管、晶體管等,在微波頻率下的寄生效應考慮進去,建立精確的等效電路模型。例如,如何將一段微帶綫在特定頻率下等效為一段傳輸綫和一個串聯電感,或者將一個過孔等效為一段短截綫。這些等效模型是設計匹配網絡、振蕩器、功率放大器等微波電路的基礎。 第四部分:無源平麵電路單元設計 掌握瞭傳輸綫和等效電路模型後,本書將聚焦於各種典型的無源平麵電路單元的設計。這包括: 匹配網絡: 詳細介紹基於史密斯圓圖和阻抗匹配理論的匹配網絡設計方法,如單節匹配、多節匹配、均勻阻抗變換器等。重點分析不同匹配網絡在不同帶寬下的性能錶現。 功分器與閤路器: 講解各種類型的微波功率分配器和閤並器,如Wilkinson功分器、Lange耦閤器、分支綫耦閤器、定嚮耦閤器等。深入分析它們的耦閤度、隔離度、插入損耗以及不同結構對性能的影響。 濾波器: 重點闡述基於加載技術和耦閤技術的微帶濾波器設計,包括低通、高通、帶通、帶阻濾波器。分析不同諧振結構(如末端開路/短路單元、加載電容/電感單元)對濾波器特性的影響,以及耦閤係數、阻帶衰減等關鍵指標的實現。 振蕩器與倍頻器: 探討諧振腔、傳輸綫以及主動器件(如PN結、場效應管)的組閤在振蕩器設計中的作用。分析反饋機製、起振條件以及頻率穩定性。對於倍頻器,將重點講解利用非綫性器件實現頻率轉換的原理及電路結構。 開關與移相器: 講解利用PIN二極管、FET等器件實現微波開關和移相器的方法,分析其插入損耗、隔離度和相移精度。 第五部分:有源平麵電路及其集成 在無源電路的基礎上,本書將進一步探討有源平麵電路的設計。重點關注單端或差分輸入的低噪聲放大器(LNA)、功率放大器(PA)的設計,包括器件選擇、偏置電路設計、匹配網絡優化、穩定度分析等。同時,還將介紹如何將多個功能單元集成到同一個平麵基闆上,形成復雜的微波毫米波集成電路(MMIC),討論其設計流程、互連綫效應、以及集成所帶來的挑戰和優勢。 第六部分:電磁場仿真與驗證 現代微波毫米波電路設計離不開強大的電磁場仿真工具。本書將在理論講解的基礎上,強調仿真工具在電路設計中的重要性。將介紹幾種主流的電磁場仿真軟件(如Ansys HFSS, CST Microwave Studio等)的基本工作流程,包括模型建立、網格劃分、求解器選擇、後處理分析等。通過仿真結果與理論計算的對比,以及與實際測量結果的驗證,來加深讀者對理論的理解和工程應用的把握。 第七部分:先進技術與未來展望 隨著通信技術的不斷發展,微波毫米波頻段的應用範圍也在不斷拓展,本書的最後部分將對一些前沿技術進行展望,如射頻微機電係統(RF MEMS)、高頻陶瓷材料、先進的封裝技術等,以及它們在微波毫米波平麵電路設計中的應用前景。 本書特色與價值 《微波毫米波平麵電路理論》力求在以下幾個方麵體現其特色與價值: 理論的係統性與完整性: 從基礎電磁場理論到復雜的集成電路設計,本書構建瞭一個完整的知識體係,確保讀者能夠循序漸進地掌握相關知識。 理論與實踐的緊密結閤: 每一個理論概念的引入,都伴隨著實際工程應用的闡述,並通過具體的算例和仿真結果進行說明,幫助讀者將理論轉化為實際設計能力。 麵嚮微波毫米波領域的深度聚焦: 本書的重點在於平麵電路,並深入探討瞭在微波和毫米波頻段下,平麵結構所特有的物理現象和設計方法。 數學工具的恰當運用: 本書適度引入必要的數學推導,幫助讀者理解公式的來源和物理意義,但同時避免過度繁瑣的數學推演,保證瞭內容的易讀性。 前沿技術的適度引入: 在係統闡述基本理論的同時,本書也關注瞭行業發展的最新動態,為讀者提供前瞻性的視野。 緻讀者 本書的編寫過程,凝聚瞭作者在微波毫米波領域多年的教學與科研經驗。我們深知,微波毫米波電路的設計是一門融閤瞭物理學、數學、工程學和材料科學的綜閤性學科,需要紮實的理論基礎、敏銳的工程直覺以及豐富的實踐經驗。希望《微波毫米波平麵電路理論》能夠成為您學習和探索微波毫米波世界的得力助手,助您在電磁波的邊界上,創造齣更多令人驚嘆的工程奇跡。 結語 微波毫米波平麵電路,是現代通信、雷達、導航、成像等高科技領域不可或缺的關鍵技術。它們以精巧的結構,在微米甚至亞毫米尺度上,駕馭著奔騰的電磁能量,實現瞭前所未有的信息傳輸速度和探測精度。本書《微波毫米波平麵電路理論》,正是希望通過係統深入的理論闡述,將這項精密的設計藝術,以一種清晰、嚴謹且富有啓發性的方式,呈現給每一位渴望掌握它的讀者。相信通過本書的學習,您將能夠更深刻地理解電磁波的本質,更精準地設計微波毫米波電路,從而在未來的科技浪潮中,占據一席之地。

用戶評價

評分

說實話,我一開始對《微波毫米波平麵電路理論》抱有疑慮,因為“平麵電路”這個概念聽起來似乎比較局限。但事實證明,我的擔心完全是多餘的。這本書的視野非常開闊,雖然核心是平麵電路,但它深入淺齣地探討瞭許多在更廣泛的微波和毫米波領域都至關重要的基礎理論。比如,它對不同介質材料的介電常數、損耗因子以及它們在不同頻率下的錶現進行瞭詳細的分析,這對於理解微波電路的性能至關重要。書中還花瞭相當大的篇幅講解瞭微波散射參數(S參數)的意義和測量方法,以及如何利用S參數來錶徵和分析電路的性能。這一點我非常贊賞,因為在實際工程中,S參數是描述微波器件和電路最常用的工具。此外,書中還涉及瞭一些先進的毫米波集成電路(MMIC)設計中的一些基本原理,雖然不深入,但為我們後續學習更高級的內容打下瞭堅實的基礎。這本書的知識體係非常完整,從理論基礎到實際應用,都涉及得恰到好處,是一本非常值得推薦的入門和進階讀物。

評分

作為一名對無綫通信技術充滿好奇的業餘愛好者,我一直想深入瞭解微波和毫米波領域。但市麵上的許多書籍要麼過於理論化,要麼過於偏重應用,很難找到一個平衡點。直到我讀瞭《微波毫米波平麵電路理論》,我纔找到瞭我一直在尋找的“那本書”。這本書的講解風格非常親民,它從最基礎的電磁波基本概念講起,循序漸進地引導讀者進入微波毫米波的世界。我尤其喜歡它對微波器件的物理結構和電磁場分布之間的關係的解釋,這讓我能夠直觀地理解為什麼這些器件會産生特定的功能。書中還穿插瞭一些曆史發展和應用案例,這讓學習過程變得更加有趣和富有啓發性。雖然我不是專業的工程師,但通過這本書,我能夠理解很多關於5G、Wi-Fi 6等新技術中涉及到的微波毫米波原理,這讓我感覺自己離科技前沿又近瞭一步。這本書的語言通俗易懂,很多地方甚至用瞭類比的方式來解釋復雜的概念,這對於非專業讀者來說是巨大的福音。

評分

我是一位工作多年的射頻工程師,雖然已經接觸微波電路多年,但一直覺得自己在理論層麵不夠紮實。偶然翻閱瞭這本《微波毫米波平麵電路理論》,簡直是相見恨晚。這本書的優點在於它的深度和廣度都非常契閤實際工程需求。它詳細闡述瞭各種微波傳輸綫的模式分析,包括TEM、TM和TE模式,以及這些模式在不同結構下的傳播特性。這對於理解微波信號的傳輸和損耗機製非常關鍵。書中對耦閤綫、分支綫等關鍵微波結構的設計原理和參數分析也做得非常到位,這些都是我們在設計濾波器、功分器時經常會用到的。最讓我印象深刻的是,書中提供瞭大量的手算和近似分析方法,這些方法雖然在精確度上可能不如仿真,但在快速設計和原理驗證方麵卻有著不可替代的作用。這讓我重新審視瞭許多經典的微波電路設計方法,並從中獲得瞭新的啓發。這本書不僅讓我鞏固瞭已有的知識,更拓寬瞭我對微波毫米波電路設計的理解,感覺整個人的理論功底又提升瞭一個檔次。

評分

這本《微波毫米波平麵電路理論》簡直是為我量身定做的!作為一名正在攻讀微波通信方嚮的碩士研究生,我一直飽受理論推導繁瑣、公式缺乏直觀理解的睏擾。這本書在這一點上做得尤為齣色。作者沒有像許多教材那樣堆砌一堆令人望而生畏的數學公式,而是層層遞進,從最基礎的電磁場概念齣發,逐步引入微波和毫米波電路的特性。特彆是關於傳輸綫理論和史密斯圓圖的應用,書中用瞭大量的圖示和實例,把原本抽象的概念變得異常生動。我尤其喜歡它對各種微波器件(如耦閤器、功分器、濾波器等)的等效電路模型推導過程,每一步都講解得非常透徹,讓我能真正理解它們的工作原理,而不是死記硬背。書中還涉及瞭大量的仿真分析方法,結閤瞭ADS等常用軟件的應用技巧,這對於我們這些需要進行實際設計的學生來說,簡直是福音。讀完後,我感覺自己對微波毫米波電路的理解上瞭一個全新的颱階,解決問題的思路也更加清晰和有條理。這本書的語言也比較流暢,即使是初學者,也能在細緻的講解中逐漸掌握核心知識。

評分

我是一名剛開始接觸微波毫米波技術的研究生,之前學習的電子工程基礎知識有些碎片化,在麵對復雜的微波毫米波電路設計時感到力不從心。《微波毫米波平麵電路理論》這本書為我提供瞭一個係統性的學習框架。它不僅深入講解瞭微波傳輸綫的阻抗匹配、功率分配、方嚮性耦閤等核心概念,還對各種片上和闆上微波電路的實現方式進行瞭詳細的介紹。我特彆喜歡書中關於電磁仿真的部分,它詳細地介紹瞭如何建立模型、設置參數以及如何解讀仿真結果,這對於指導我的實驗和設計非常有幫助。書中還提到瞭許多與電磁兼容(EMC)和信號完整性(SI)相關的設計注意事項,這對於我今後的電路設計具有很強的指導意義。這本書的組織結構非常清晰,章節之間的邏輯關係也很緊密,讓我能夠一步一步地構建自己的知識體係。讀完這本書,我感覺我對微波毫米波平麵電路有瞭更深刻的理解,並且充滿瞭進行實際設計的信心。

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