电磁场与微波技术

书名 电磁场与微波技术

作者 孙俊卿 李强 许明妍 编著

出版社 中国民航出版社

开本 16开

版本 2013年7月

书号 ISBN 978-7-5128-0123-3

定价 36.00元

21世纪民航高等教育规划教材

本书系统介绍了电磁场与电磁波、微波技术与天线的基本概念、基本理论与基本分析方法。全书分为7章，内容包括矢量分析、电磁场理论基础、传输线理论、微波传输线、微波网络基础、微波元件及天线与电波传播。每章附有一定数量的例题和习题，以帮助读者对基本概念和基本理论进行掌握与理解。

本书可作为电子与通信类专业本科生教材，也可作为有关工程技术人员的参考书。

前言

第一章矢量分析

第二章电磁场理论基础

第三章传输线理论

第四章微波传输线

第五章微波网络基础

第六章微波元件

第七章天线与电波传播

附录一矩形截面波导参数表

附录二常用硬同轴线特性参数

附录三常用射频同轴电缆线特性参数

附录四史密斯圆图

参考文献

1988年开始招收外国来华留学研究生，1995年建立博士后流动站。学科带头人是我国著名的微波、光纤专家、中国科学院院士黄宏嘉教授。他长期致力于微波研究，发展了耦合波理论，提出"超模式"的概念，获国家自然科学二等奖。70年代后期开始致力于单模光纤研究。在他指导下，1980年研制成单模光纤，获国家科技进步二等奖;80年代末开始致力于特种光纤研究，先后研制成双芯、三芯等多种特种光纤。1998年出版了专著"非常不规则纤维光学的微波方法"(美国威廉出版社)，用统一的观点处理微波传输与光纤传输理论，在国际上获得高度评价。

院校排名

电磁场与微波技术重点学科属于国家级重点学科，建有天线与微波技术国防科技重点实验室，电工电子国家工科基础课程教学基地，1996年被教育部批准为"211工程"重点建设学科，2000年获教育部批准设立"长江学者特聘教授岗位"。

本学科着力于结合电磁场与微波技术领域的新发展，研究天线与微波技术的理论与应用，着重开展天线与微波关键技术的基础性研究，为我国的国民经济现代化和国防科学技术的现代化服务。特别是在计算微波与计算电磁学、电磁兼容、先进天线设计理论、天线测量新技术、电磁散射、天线隐身、非线性理论及其在电磁学中的新应用等领域科研工作一些方面取得一定的突破。

经过多年建设，学科拥有一支由近20名教授、10余名副教授(其中10余名博士生导师、30余名硕士生导师)组成的高水平的研究队伍，并拥有以本学科教师为主的天线与微波国防科技重点实验室。本学科的重要研究方向有:(1)天线近场测量技术、(2)电磁兼容、(3)计算电磁学、(4)现代天线技术和(5)天线与微波新技术基础研究。

本学科的一大特色就是紧密结合国防军事研究，因此，本学科紧紧围绕国防亟需，获得了多项国防预研项目的研究资助。"十五"期间，本学科遵循规划、积极努力、顽强拼搏，比较圆满地完成了"十五"建设目标。其中，完成了微波暗室和近场测量系统扩建，实现了近场多频率、多通道、多波束快速测量，实现了天线口径场的近场幅相诊断，完成了平面近场测量系统的误差分析，建成了复杂环境电磁兼容(EMC)的研究基地。

"十五"期间，在国防973项目、国防863项目、国家自然科学基金项目、国防预先研究项目、国防型号项目的强有力支持下，完成了光子晶体微波器件、移动卫星通信相控阵天线、高效率反射面天线、小型化一体化天线、流星余迹通信天线、圆极化SAR天线、宽带与超宽带天线、智能天线、低副瓣天线、天线隐身、优化模型与算法等多项研究，取得了一批理论创新和关键技术突破，为我军通信和雷达装备研制做出了突出的贡献，完成科研经费2000余万元，发表学术论文100余篇，获得发明专利4项，《短波、超短波宽带全向天线》获陕西省科技进步三等奖。

"十五"期间，本学科培养博士生80余人、硕士生320余人、本科生(电子信息工程专业微波电信专业方向)600余人，客观上已经成为国内电磁场与微波技术学科人才培养的基地之一。

本书系统论述了电磁场与微波技术测量及仿真。全书共分为6章，分别介绍了电磁场电磁波基础理论验证、微波工程设计、微波传播测量等。具体内容包括基础测量实验、设计与综合性实验、综合创新性实验及微波工程仿真、创新性实验与微波工程仿真。基础测量实验包括: 电磁波反射和折射的测量: 自由空间内电磁波波长测量; 衍射、干涉实验; 波导测量系统相互校准; 频谱仪、矢量网络分析仪对微波器件进行测量的工作原理介绍。设计性与综合性实验包括: 波导波长的测量、微波驻波比的测量、单支节阻抗区配、谐振腔微扰法测量介电常数等实验内容。创新性实验与微波工作仿真包括: 障碍物和反射体下电磁波的传播规律、微波功分器、匹配器的仿真和设计。

第1章基本理论

1.1电磁场与微波技术的发展

1.1.1微波波段

1.1.2微波的特点

1.2传输线基本理论

1.2.1传输线等效电路

1.2.2阻抗圆图

1.2.3传输线的阻抗匹配

1.3微波元件

1.3.1终端负载

1.3.2电抗元件

1.3.3衰减器

1.3.4微带线

第2章常用测量仪表的使用和基本常识

2.1微波分光仪

2.1.1DH926B型微波分光仪的部件

2.1.2利用微波分光仪开展实验

2.2三厘米固态信号源

2.2.1信号源主要技术特性

2.2.2工作原理

2.3频谱分析仪

2.3.1概述

2.3.2频谱分析仪的主要技术指标

2.3.3注意事项

2.4网络分析仪工作

2.4.1二端口射频网络参量

2.4.2多端口射频网络参量

2.4.3网络分析仪的测量原理

2.4.4S参数测量原理和优点

2.4.5S参数的测量误差

2.4.6矢量网络分析工作注意事项

2.5微波功率计

2.5.1技术特性

2.5.2工作原理

2.5.3注意事项

2.6微波信号源

2.6.1主要技术特性

2.6.2工作原理方框图

2.6.3仪器的面板及功能

2.6.4仪器的具体操作步骤

2.7波导测量线实验系统

2.8微波测试仪表的选择和防护

2.8.1测量仪表的选择

2.8.2测量仪表的防护

2.8.3电子测量仪器及其系统的环境要求

2.8.4电源规则

2.8.5接地系统

2.8.6电源选择开关

2.8.7额定电流

2.8.8电源配线工程

第3章微波传播特性的测量

3.1电磁波反射和折射实验

3.1.1实验目的

3.1.2预习内容

3.1.3实验设备与仪器

3.1.4实验原理

3.1.5实验内容与步骤

3.1.6实验报告

3.1.7思考题

3.2单缝衍射实验

3.2.1实验目的

3.2.2预习内容

3.2.3实验设备

3.2.4实验原理

3.2.5实验报告

3.3双缝干涉实验

3.3.1实验目的

3.3.2预习内容

3.3.3实验设备

3.3.4实验原理

3.3.5实验内容与步骤

3.3.6实验报告

3.3.7思考题

3.4迈克尔逊干涉实验

3.4.1实验目的

3.4.2预习内容

3.4.3实验设备

3.4.4实验原理

3.4.5实验内容及步骤

3.4.6实验报告

3.4.7实验分析

3.4.8思考题

3.5极化实验

3.5.1实验目的

3.5.2预习内容

3.5.3实验设备

3.5.4实验原理

3.5.5实验过程及方法

3.5.6实验分析

3.5.7思考题

3.6布拉格衍射实验

3.6.1实验目的

3.6.2预习内容

3.6.3实验设备

3.6.4实验原理

3.6.5实验内容及步骤

3.6.6实验报告

3.7无线信号场强特性的研究

3.7.1实验目的

3.7.2实验原理

3.7.3实验内容

3.7.4拓展实验内容

3.7.5报告示例

第4章微波工程参数特性测量实验

4.1微波测量基本知识

4.2微波测量系统的使用和信号源波长功率的测量

4.2.1实验目的

4.2.2实验原理

4.2.3实验内容和实验步骤

4.3波导波长与晶体检波器的校准测量

4.3.1波导波长测量实验内容

4.3.2晶体检波器校准实验步骤

4.3.3实验报告内容

4.3.4思考题

4.4微波驻波比的测量

4.4.1实验目的

4.4.2实验原理

4.4.3实验内容及数据处理

4.4.4思考题

4.5阻抗匹配技术软件仿真

4.5.1实验目的

4.5.2实验原理

4.5.3实验内容

4.5.4实验步骤

4.6阻抗测量及匹配技术

4.6.1实验目的

4.6.2实验内容

4.6.3实验原理

4.6.4实验装置

4.6.5实验步骤

4.6.6实验报告内容

4.6.7实验结果记录

4.6.8思考题

4.7用谐振腔微扰法测量介电常数

4.7.1实验目的

4.7.2实验原理

4.7.3实验装置

4.7.4实验内容

4.7.5实验注意事项

4.7.6思考题

第5章微波收发系统的测量

5.1微波通信技术

5.2微波无源器件

5.2.1衰减器的特性

5.2.2定向耦合器的特性

5.3微波实验单元项目

5.3.1频谱分析仪的使用

5.3.2衰减器的特性测量

5.3.3定向耦合器特性测量

5.3.4滤波器的特性及其测量

5.4微波设计综合实验

5.4.1放大器的设计原理与技巧

5.4.2放大器的设计与测试

5.4.3低噪声放大器的设计方法及流程

5.4.4放大器的特性测量

5.4.5变频器的特性及其测量

5.5微波收发机的系统调测

5.5.1微波TV收发系统的基本原理

5.5.2微波TV发射机系统的调测

5.5.3微波TV接收机系统调测

5.5.4微波TV收发系统的干扰测量

5.6天线的特性和测量

5.6.1实验目的

5.6.2天线工作原理

5.6.3喇叭天线工作原理

5.6.4天线方向图的测试内容与步骤

5.6.5方向图测试实验数据

5.7简易无线数字调制通信系统的设计和实现

5.7.1实验目的

5.7.2实验内容

5.7.3实验设备

5.7.4实验原理

5.7.5设计要求

第6章微波工程仿真软件介绍

6.1ADS仿真软件介绍

6.1.1使用ADS项目

6.1.2ADS中的仿真设计

6.1.3ADS输入输出

6.2Microwave Office仿真软件介绍

6.2.1工程部分基本操作

6.2.2原理图部分

6.3微带分支线匹配器的设计

6.3.1实验目的

6.3.2实验原理

6.3.3实验内容

6.3.4Microwave Office实验内容

6.4微带多节阻抗变阻器的设计

6.4.1实验目的

6.4.2实验原理

6.4.3实验内容

6.4.4实验步骤

6.4.5实验示例

6.5微带功分器的设计

6.5.1实验目的

6.5.2实验原理

6.5.3实验内容

6.5.4实验步骤

6.5.5实验示例

6.6微带带通滤波器的设计

6.6.1实验目的

6.6.2实验原理

6.6.3实验任务

附录

附录1无线电频段划分

附录2常用导体材料的参数

附录3常用介质材料的参数

附录4常用物理常数

参考文献