微波传输路线及其电路 9787564714390 电子科技大学出版社 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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黄振兴 著

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出版社： 电子科技大学出版社

ISBN：9787564714390

商品编码：29892821330

包装：平装

出版时间：2013-04-01

基本信息

书名：微波传输路线及其电路

定价：78.00元

作者：黄振兴

出版社：电子科技大学出版社

出版日期：2013-04-01

ISBN：9787564714390

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.599kg

编辑推荐

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内容提要

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《微波传输线及其电路》论述了微波传输线的基本理论及其特性，系统和深入地阐述了微波电路和微波系统基本理论以及在工程上实用的分析方法，列举了工程计算实例，介绍了常用的无源微波器件。书中还收录了作者从事微波工程几十年的一些经验数据与分析方法。全书共分9章，包括微波传输线、波导及同轴传输线、带状传输线、传输线的不连续性、微波传输线的连接器件、微波电路、多模电路、含半导体的微波电路、微波铁氧体线性器件。

目录

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第1章微波传输线
1.1引言
1.2麦克斯韦方程
1.3波动方程
1.4直角坐标系中波动方程的解
1.5圆柱坐标系中波动方程的解
1.6边界条件
1.7沿线传播的波长、相速和群速
1.7.1相速、导内波长
1.7.2群速
1.8沿传输线传播波的类型

第2章波导及同轴线
2.1矩形波导
2.1.1 矩形波导中不传输TEM波
2.1.2矩形波导中的TE波
2.1.3矩形波导中的TM波
2.1.4矩形波导中的模式
2.1.5矩形波导壁上的电流
2.1.6矩形波导中传输功率及击穿强度
2.1.7矩形波导中的损耗
2.1.8矩形波导的尺寸选择
2.2圆形波导
2.2.1 圆波导中的TM波
2.2.2圆形波导中的TE波
2.2.3 圆形波导壁上的电流分布
2.3其他波导传输线
2.3.1各种横截面波导
2.3.2脊形波导
2.4同轴线
2.4.1 同轴线中的TEM波
2.4.2同轴线中的TM波（E波）
2.4.3同轴线中的TE波（H波）
2.4.4同轴线中的TEM波传输功率及衰减系数
2.4.5 同轴线的尺寸选择
2.4.6经向传输线
2.5矩形波导的特性阻抗
2.5.1特性阻抗的定义
2.5.2波导中的“电压”与“电流”概念
2.5.3波导特性阻抗
2.5.4阻抗的转换
2.6矩形波导特性阻抗的新概念
2.6.1矩形波导旧特性阻抗的问题
2.6.2关于定义特性阻抗的原则与方法
2.6.3矩形波导特性阻抗的新概念

第3章带状传输线
3.1三板线
3.1.1三板线的特性阻抗Zc
3.1.2三板线内的传播速度与导内波长
3.1.3三板线的损耗与衰减
3.1.4三板线的Q值
3.1.5三板线的功率容量
3.2微带线
3.2.1微带线的相速、特性阻抗
3.2.2微带线的损耗与衰减
3.2.2.1介质损耗
3.2.3微带线的色散特性
3.3耦合三板线和耦合微带线
3.3.1耦合三板线的主要特性
3.3.2耦合微带
3.3.3微槽
3.4短毫米波及亚毫米波传输线

第4章传输线的不连续性
4.1矩形波导的平面不连续性
4.1.1矩形波导中的零厚度结构
4.1.2矩形波导中的有限厚度结构
……
第5章微波传输线的连接器件
第6章微波电路
第7章多模电路
第8章含半导体的微波电路

作者介绍

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　　黄振兴，1963年毕业于西北工业大学航空无线电系，分配到电子工业部（兰州）国营长风机器厂，历任技术员、工程师、高级工程师，从事雷达天线微波系统的设计研制工作，具有丰富的理论知识和实践经验。

文摘

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序言

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通信链路的基石：微波传输的原理与实践 在现代通信的宏伟蓝图中，微波传输技术无疑扮演着举足轻重的角色。它如同连接世界的信息高速公路，支撑着无线通信、雷达探测、卫星通信等诸多尖端领域的发展。而深入理解微波传输的奥秘，离不开对其传播路径的精准把握以及与之配套的电路系统的巧妙设计。本书正是致力于剖析这一核心技术，为读者打开通往微波世界的大门。 一、 微波的独特世界：传播特性与环境影响 微波，通常指频率在 300 MHz 到 300 GHz 之间的电磁波，因其频带宽、传输容量大等优点，在通信领域备受青睐。然而，微波的传播并非一帆风顺，其独特的传播特性决定了其适用场景与面临的挑战。 视距传输（Line-of-Sight, LOS）： 这是微波最主要的传播方式。微波的波长较短，衍射能力弱，因此在传播过程中，发射天线和接收天线之间必须保持相互可见，即无障碍物遮挡。这就决定了微波链路的覆盖范围受地球曲率和地形地貌的限制，通常用于点对点通信。例如，在城市中，高大的建筑物就可能阻碍微波的传播。因此，在设计微波传输路线时，进行精确的视线分析至关重要，需要考虑地球曲率、地形起伏、建筑物遮挡等因素，选择合适的杆塔高度和站址，确保链路的畅通。 大气的衰减与干扰： 微波在穿过大气层时，会受到各种因素的影响，导致信号能量的损耗，即衰减。 气体吸收： 空气中的氧气和水蒸子会对特定频率的微波产生吸收，尤其是在某些“吸收峰”频率下，衰减会显著增加。例如，22 GHz 附近的强烈水蒸气吸收和 60 GHz 附近的氧气吸收，都需要在系统设计中予以考虑。 雨衰： 雨滴、雪花、冰雹等都会对微波信号产生散射和吸收作用，导致信号强度下降，尤其在高频段和强降雨情况下，雨衰的影响尤为严重。为了保证通信的可靠性，需要在设计时引入一定的余量，或者采用一些抗雨衰的技术，例如使用更大的天线口径、多径分集等。 地形反射与折射： 地面、山体、建筑物等会对微波信号产生反射和折射，有时会形成多径传播。多径传播会导致接收信号的失真和衰落，对通信质量造成严重影响。理解这些反射和折射的规律，可以帮助我们优化天线的设计和站址的选择，以减小多径效应。 电离层的影响（仅限低频微波）： 对于较低频率的微波（如 VHF 和 UHF 频段），电离层会对其传播产生影响，例如反射和吸收，甚至可能导致通信中断。在高频微波（如厘米波、毫米波）中，电离层的影响则大大减小，这也是其广泛应用于点对点通信的原因之一。 极化效应： 微波信号具有极化特性（垂直极化、水平极化、圆极化等）。在多径传播或受到某些介质影响时，极化状态可能发生改变，导致接收端信号的极化与发射端不匹配，引起信号损耗。因此，在设计中需要合理选择和匹配天线的极化方式，以获得最佳的传输效果。 噪声与干扰： 除了自然环境的影响，外界的电磁噪声和同频或邻频的干扰也会对微波信号的质量产生影响。例如，其他无线通信系统、电器设备等都可能产生干扰。系统设计时需要考虑滤波、屏蔽等技术，以抑制噪声和干扰。 二、 精准导航：微波传输路线的设计 微波传输路线的设计是一个系统工程，需要综合考虑信号传播特性、地形地貌、环境因素以及经济性等多个方面。 站址选择与路径规划： 这是路线设计的基础。需要通过实地勘察、地图分析、地理信息系统（GIS）等工具，对拟建路线区域的地形、地貌、障碍物、气候条件进行详细的调查。选择合适的发射站和接收站位置，确保两点之间具备良好的视距传播条件，并尽量避开强烈的电磁干扰源。同时，要考虑站址的可达性、供电、维护等便利性。 天线设计与选型： 天线的性能直接影响着微波信号的传输效率和质量。根据传输距离、频率、方向性要求等，选择合适的天线类型，例如抛物面天线、波导天线等。天线的增益、波束宽度、前后比等参数都需要满足设计要求。天线的安装角度（仰角和方位角）也需要根据两站之间的相对位置精确计算和调整。 传输功率与接收灵敏度计算： 根据链路的长度、频率、大气衰减、雨衰、多径损耗等因素，计算所需的发射功率，以确保在接收端能够获得足够强的信号。同时，也要考虑接收机的灵敏度，以接收微弱的信号。链路预算的计算是微波传输路线设计中的核心环节，它量化了信号在传输过程中的各项损耗和增益，从而预测链路的通信质量。 分集技术与抗衰落措施： 为了克服由于多径传播、雨衰等引起的信号衰落，可以采用分集技术。 空间分集： 在同一基站使用两根或多根天线，它们之间有足够的间隔，以接收到不同衰落深度的信号，然后进行合并，提高接收信号的可靠性。 频率分集： 使用两个或多个不同的频率同时传输信号，由于不同频率的衰落特性可能不同，从而提高整体的通信稳定性。 极化分集： 利用信号的极化特性，采用不同极化的天线接收信号，以应对由极化变化引起的衰落。 编码与调制技术： 采用先进的编码和调制技术，如低密度奇偶校验码（LDPC）、Turbo码等，可以提高信号的抗干扰能力和在低信噪比下的性能。 中继站的设置： 当传输距离过远，超过单跳的通信距离时，就需要设置中继站。中继站接收来自前一站的信号，经过放大、再生或直接转发后，传输到下一站。中继站的设置需要谨慎考虑，其位置的选择也至关重要，同样需要满足视距传播条件。 三、 信号的守护者：微波传输电路 微波传输路线的畅通离不开与之配套的精密电路系统。这些电路如同信号的守护者，负责信号的产生、放大、调制、解调、滤波以及功率分配等关键环节。 振荡器与信号源： 微波信号的产生离不开高质量的振荡器。常见的微波振荡器包括微波晶体管振荡器、压控振荡器（VCO）、锁相环（PLL）振荡器等。这些振荡器能够产生特定频率的高频信号，为后续的信号处理提供基础。 放大器： 信号在传输过程中会衰减，因此需要放大器来补偿信号的损耗。微波放大器是整个传输链路的核心组件之一，其设计要求非常高，需要在高频下提供足够的增益，同时保持低的噪声系数和良好的线性度。常见的微波放大器类型包括低噪声放大器（LNA）、功率放大器（PA）等。 调制与解调器： 为了在微波上传输信息，需要将基带信号（如语音、数据）调制到微波载波上。调制的类型有很多，如幅度调制（AM）、频率调制（FM）、相位调制（PM）、脉冲位置调制（PPM）等，以及更先进的正交频分复用（OFDM）、MIMO等技术。在接收端，则需要解调器将信息从微波载波中提取出来。 滤波器： 滤波器在微波电路中扮演着至关重要的角色，用于分离不同频率的信号，抑制干扰，以及塑造信号的频谱。常见的微波滤波器包括腔体滤波器、介质滤波器、金属同轴滤波器等。它们能够精确地选择所需的频率，滤除不需要的频率成分，保证信号的纯净。 混频器与倍频器： 混频器用于将两个不同频率的信号进行混合，产生新的频率分量，常用于频率上变频和下变频。倍频器则用于将输入信号的频率乘以整数倍，常用于产生更高频率的信号。 功率分配器与耦合器： 在多路传输或信号合并的场合，需要使用功率分配器和耦合器。功率分配器将一个输入信号分成多个输出信号，每个输出信号的功率相等或按一定比例分配。耦合器则可以将一部分信号从主线路上“耦合”出来，用于监测或作为反馈信号。 传输线与连接器： 微波电路中的信号传输需要采用特殊的传输线，如同轴电缆、带状线、微带线等，以有效引导高频信号并减小损耗。连接器则用于方便地连接不同的电路模块，其设计需要考虑高频特性和阻抗匹配。 微波集成电路（MMIC）： 随着技术的发展，越来越多的微波功能被集成到单个芯片上，形成微波集成电路（MMIC）。MMIC 具有体积小、性能高、可靠性好等优点，在现代微波系统中得到了广泛应用。 四、 展望未来 微波传输技术仍在不断发展，面对日益增长的通信需求和新的应用场景，研究人员和工程师们正在不断探索更高效、更可靠的传输方案。从更宽的频段（如毫米波、太赫兹波）的开发利用，到更智能化的链路自适应技术，再到与光纤、无线局域网等技术的融合，微波传输的未来充满了无限可能。 本书旨在为读者提供一个全面而深入的视角，理解微波传输的核心原理，掌握其在实际应用中的关键技术。通过对微波传播特性、传输路线设计以及相关电路系统的细致阐述，期望能够激发读者对这一领域更深层次的探索兴趣，为未来的科技创新贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

我在阅读关于微波传输线理论的章节时，被作者严谨的逻辑和清晰的思路深深吸引。他从麦克斯韦方程组出发，循序渐进地推导出了传输线的电压和电流关系，以及传播常数和特性阻抗等重要参数。作者在推导过程中，并没有跳过任何关键步骤，而是详细地讲解了每一步的物理意义，这使得我能够真正理解这些抽象的数学公式背后所蕴含的物理规律。我对书中关于行波和驻波的讲解尤为印象深刻，作者通过生动的图示，清晰地展示了这两种波形在传输线上的形成过程，以及它们与反射系数之间的关系。书中还对不同类型的传输线，如同轴线、带状线、微带线等，进行了详细的比较和分析，并指出了它们在不同应用场景下的优缺点。这对于我理解不同传输线的设计选择和应用限制，非常有帮助。作者的语言风格专业而准确，但同时又不失可读性，能够让我沉浸在知识的海洋中。

评分☆☆☆☆☆

书中对微波电路的分析部分，展现了作者扎实的理论功底和丰富的实践经验。他对各种微波器件，如二极管、晶体管、场效应管等，在微波频率下的等效电路模型进行了详尽的描述，并在此基础上，讲解了如何利用这些模型来分析和设计放大器、振荡器、混频器等关键电路。我尤其对书中关于功率放大器的设计部分印象深刻，作者不仅介绍了不同类型的功率放大器，如甲类、乙类、丙类等，还详细讲解了它们的优缺点以及在实际应用中的选择依据。对于功率匹配和稳定性分析，作者给出了非常具体的设计流程和计算方法，并辅以仿真软件的截图，直观地展示了设计结果。此外，书中对耦合器、功率分配器/合成器等无源微波电路的分析也同样深入，作者从 S 参数的角度出发，解释了这些器件的工作原理和设计要点。这些内容对我理解微波系统的构成和信号流向，以及如何通过合理的电路设计来优化系统性能，起到了至关重要的作用。

评分☆☆☆☆☆

本书在介绍微波测量仪器和技术的部分，让我受益匪浅。作者详细介绍了各种常用的微波测量仪器，如频谱分析仪、网络分析仪、功率计等，并深入讲解了它们的工作原理和使用方法。我特别对书中关于网络分析仪的使用讲解印象深刻，作者不仅介绍了S参数的测量，还讲解了如何通过网络分析仪来分析传输线的阻抗特性、滤波器和放大器的频率响应等。对于微波信号的功率测量，作者详细分析了不同类型功率计的适用范围和测量精度，并提出了在实际测量中需要注意的事项。书中还介绍了微波通信系统在实际应用中的一些常见测试方法，如误码率测试、信号质量测试等，并给出了相应的测试流程和数据分析方法。这些内容对于我将来进行微波系统的调试和性能评估，提供了非常重要的技术支持。

评分☆☆☆☆☆

这本书的引言部分，让我对作者的学术背景和研究方向有了初步的认识。作者在引言中，非常清晰地阐述了撰写此书的初衷，以及希望为读者带来的价值。他提到了自己多年的教学和科研经验，以及在微波传输领域的一些重要发现和思考。这让我觉得作者并非是凭空捏造，而是基于深厚的实践积累。我特别喜欢作者在引言中提出的几个核心问题，这些问题直击了微波传输领域的一些关键挑战，也勾起了我对这些问题的浓厚兴趣，让我迫不及待地想知道书中将如何解答。作者的语言风格朴实而富有洞察力，没有过多的华丽辞藻，但每一句话都饱含着专业深度。他强调了理论与实践相结合的重要性，并表示将会在书中通过大量的实例来佐证理论。这对于我这种希望将理论知识转化为实际应用的人来说，无疑是一剂强心针。引言部分还简单介绍了本书的章节安排，让我对全书的整体脉络有了清晰的把握，知道哪些部分会侧重理论基础，哪些部分会深入到具体应用。从引言来看，这本书的体系结构设计得相当完整和有逻辑性。

评分☆☆☆☆☆

在阅读书中关于天线设计的部分，我感受到了作者在这一领域的深厚造诣。他不仅仅是介绍了偶极子天线、喇叭天线、抛物面天线等基本类型，而是深入分析了它们的工作原理，以及影响辐射方向图、增益、阻抗匹配等关键参数的因素。我特别对书中关于如何通过调整天线结构来改变辐射特性的讲解印象深刻，作者给出了非常具体的指导和优化方法。对于阵列天线的分析，作者从电磁场耦合的角度出发，解释了阵列单元之间的相互影响，并提出了如何设计最优的阵列布局以获得所需的波束特性。书中还对天线测量方法进行了详细的介绍，包括近场测量、远场测量等，并分析了不同测量方法在实际应用中的优缺点。这些内容对于我理解微波通信系统的发射和接收端的设计，起到了非常重要的作用。

评分☆☆☆☆☆

本书在介绍微波源的设计部分，给我留下了深刻的印象。作者不仅仅是介绍了几种常见的微波振荡器，比如Gunn二极管振荡器、倍频器等，而是深入分析了它们的工作原理，以及影响输出功率和频率稳定性的关键因素。我特别欣赏作者在讲解如何提高振荡器输出功率时，提出的几种有效方法，以及相应的电路设计技巧。书中还对压控振荡器（VCO）的设计进行了详细的讨论，分析了调谐电容的选取、调频灵敏度的设计等问题。对于频率合成器的介绍，作者从锁相环（PLL）的基本原理出发，逐步深入到具体的电路实现，并讲解了如何通过改变分频比来获得所需的输出频率。这些内容对于我理解微波通信系统中信号的产生和调制过程，起到了至关重要的作用。作者还穿插了一些实际的电路设计案例，使得理论知识更加具象化，也更容易被我理解和吸收。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧倒是挺实在的，封面采用了比较耐磨的材质，拿在手里沉甸甸的，感觉很有分量。翻开书页，纸张的厚度适中，印刷清晰，油墨的味道不浓烈，这点我很喜欢，有时候一些新书味道太重，翻阅起来很不舒服。排版布局也比较合理，段落之间的留白恰到好处，不会显得拥挤，阅读起来眼睛不容易疲劳。当然，最吸引我的还是它作为一本专业书籍，在内容方面的严谨性。我特别关注书中的一些图表，比如那些复杂的电路示意图，线条流畅，标注清晰，每一个元件的符号都准确无误，这对于我这种需要仔细对照学习的人来说，是非常重要的。即使是那些细节的放大图，也能够看得清楚，没有模糊不清的情况。装帧设计上，我甚至注意到封面的文字处理，是通过压纹还是其他工艺，使得书名在光线下会有微妙的反光，增添了一丝质感。整体来说，从拿到手的那一刻起，就能感受到这是一本用心制作的书籍，它不仅仅是一个信息载体，更是一种阅读体验的保证。我期待着后续的内容，相信它的内容同样会延续这份扎实。

评分☆☆☆☆☆

最后，让我印象深刻的是，本书在介绍微波技术的最新发展和应用方向时，展现了作者对行业前沿的敏锐洞察力。他不仅仅是简单地列举了几个热门领域，而是深入分析了这些领域的技术挑战和发展趋势。例如，在探讨5G通信技术时，作者详细分析了其在毫米波频段的应用，以及由此带来的天线和电路设计上的新挑战。对于物联网、雷达探测、卫星通信等领域的应用，作者也进行了详细的阐述，并指出了微波技术在这些领域所扮演的关键角色。我特别对书中关于人工智能与微波技术融合的展望感到兴奋，作者认为AI将在微波电路的设计、优化以及信号的智能处理等方面发挥越来越重要的作用。这种前瞻性的视角，让我对微波技术的未来发展充满了期待，也激励我不断学习和探索新的知识。

评分☆☆☆☆☆

在探讨微波传输路径设计的部分，我注意到书中对各种传输介质的物理特性进行了深入的剖析。不仅仅是简单的列举，而是从电磁波的传播原理出发，解释了不同材料对微波信号衰减、反射、散射等影响的根本原因。作者运用了大量的数学公式和物理模型来阐述这些概念，但令人欣慰的是，这些公式的推导过程都清晰明了，并且作者在公式旁边会用通俗易懂的语言进行注解，避免了纯粹的数学符号堆砌带来的阅读障碍。我特别欣赏作者在分析传输损耗时，不仅考虑了导体的欧姆损耗，还深入分析了介质损耗，并提出了在不同环境下如何优化传输线路以降低损耗的具体措施。书中对于传输线的不连续性所带来的反射问题，也进行了细致的讨论，并给出了阻抗匹配的几种常用方法。这些内容对于我理解信号在传输过程中可能遇到的各种问题，以及如何解决这些问题，提供了非常重要的理论指导。而且，作者在讲解过程中，还会穿插一些实际工程中的案例，比如在设计长距离微波链路时，如何考虑到地形、气候等因素对传输质量的影响，这使得理论知识更加生动和实用。

评分☆☆☆☆☆

本书在介绍微波传输系统性能评估方面，有着独到的见解。作者不仅仅停留在对一些基本参数的罗列，而是深入分析了这些参数之间的相互关联，以及它们对整个系统性能的影响。例如，在讨论信噪比时，作者详细分析了噪声源的种类和产生机制，并提出了如何通过合理的系统设计来抑制噪声。对于系统带宽的讨论，作者不仅介绍了其定义，还讲解了如何通过滤波器等器件来控制和优化带宽。我特别关注书中关于误码率的分析，作者详细阐述了影响误码率的各种因素，如信号的畸变、干扰等，并给出了降低误码率的有效途径。书中的一些性能指标的计算公式，作者都给出了清晰的推导过程，并且在实际应用中，会给出具体的数值例子，让我能够更好地理解这些公式的意义和作用。此外，作者还强调了系统调试和优化的重要性，并分享了一些在实际调试过程中遇到的典型问题和解决方案，这对我将来进行实际的系统搭建和维护非常有指导意义。