微波传输线及其电路

第1 章 微波传输线......................................................................................................... 1

§1.1 引言........................................................................................................................1

§1.2 麦克斯韦方程....................................................................................................... 2

§1.3 波动方程............................................................................................................... 4

§1.4 直角坐标系中波动方程的解............................................................................... 5

§1.5 圆柱坐标系中波动方程的解............................................................................... 9

§1.6 边界条件............................................................................................................. 11

§1.7 沿线传播的波长、相速和群速......................................................................... 14

§1.7.1 相速、导内波长......................................................................................... 14

§1.7.2 群速............................................................................................................. 15

§1.8 沿传输线传播波的类型..................................................................................... 16

第2 章 波导及同轴线................................................................................................... 18

§2.1 矩形波导............................................................................................................. 18

§2.1.1 矩形波导中不传输TEM 波....................................................................... 18

§2.1.2 矩形波导中的TE 波.................................................................................. 18

§2.1.3 矩形波导中的TM 波................................................................................. 24

§2.1.4 矩形波导中的模式..................................................................................... 26

§2.1.5 矩形波导壁上的电流................................................................................. 28

§2.1.6 矩形波导中传输功率及击穿强度............................................................. 30

§2.1.7 矩形波导中的损耗..................................................................................... 31

§2.1.8 矩形波导的尺寸选择................................................................................. 36

§2.2 圆形波导............................................................................................................. 37

§2.2.1 圆波导中的TM 波..................................................................................... 37

§2.2.2 圆形波导中的TE 波.................................................................................. 42

§2.2.3 圆形波导壁上的电流分布......................................................................... 44

§2.3 其他波导传输线................................................................................................. 45

§2.3.1 各种横截面波导......................................................................................... 45

§2.3.2 脊形波导..................................................................................................... 45

§2.4 同轴线................................................................................................................. 48

§2.4.1 同轴线中的TEM 波................................................................................... 49

§2.4.2 同轴线中的TM 波(E 波)...................................................................... 51

§2.4.3 同轴线中的TE 波(H 波) ...................................................................... 53

§2.4.4 同轴线中的TEM 波传输功率及衰减系数............................................... 55

§2.4.5 同轴线的尺寸选择..................................................................................... 56

§2.4.6 经向传输线................................................................................................. 57

§2.5 矩形波导的特性阻抗......................................................................................... 58

§2.5.1 特性阻抗的定义......................................................................................... 58

§2.5.2 波导中的"电压"与"电流"概念......................................................... 59

§2.5.3 波导特性阻抗............................................................................................. 59

§2.5.4 阻抗的转换................................................................................................. 59

§2.6 矩形波导特性阻抗的新概念............................................................................. 61

§2.6.1 矩形波导旧特性阻抗的问题..................................................................... 61

§2.6.2 关于定义特性阻抗的原则与方法............................................................. 62

§2.6.3 矩形波导特性阻抗的新概念..................................................................... 63

第3 章 带状传输线....................................................................................................... 66

§3.1 三板线................................................................................................................. 67

§3.1.1 三板线的特性阻抗Zc ..................................................................................... 67

§3.1.2 三板线内的传播速度与导内波长............................................................. 69

§3.1.3 三板线的损耗与衰减................................................................................. 70

§3.1.4 三板线的Q 值............................................................................................ 72

§3.1.5 三板线的功率容量..................................................................................... 72

§3.2 微带线................................................................................................................. 73

§3.2.1 微带线的相速、特性阻抗......................................................................... 74

§3.2.2 微带线的损耗与衰减................................................................................. 76

3.2.2.1 介质损耗.................................................................................................... 76

§3.2.3 微带线的色散特性..................................................................................... 78

§3.3 耦合三板线和耦合微带线................................................................................. 82

§3.3.1 耦合三板线的主要特性............................................................................. 83

§3.3.2 耦合微带.......................................................................................................... 87

§3.3.3 微槽............................................................................................................. 90

§3.4 短毫米波及亚毫米波传输线............................................................................. 91

第4 章 传输线的不连续性........................................................................................... 93

§4.1 矩形波导的平面不连续性................................................................................. 93

§4.1.1 矩形波导中的零厚度结构......................................................................... 93

§4.1.2 矩形波导中的有限厚度结构....................................................................100

§4.1.3 矩形波导中的大厚度障碍物....................................................................104

§4.1.4 矩形波导中厚板上的圆窗孔....................................................................113

§4.1.5 矩形波导中的杆........................................................................................114

§4.1.6 矩形波导阶梯............................................................................................121

§4.2 圆波导的不连续性........................................................................................... 127

§4.2.1 圆波导中的零厚度环形窗........................................................................127

§4.2.2 圆波导中的零厚度圆形金属环................................................................128

§4.2.3 圆波导中有限厚度圆形障碍....................................................................129

§4.2.4 圆波导中的椭圆孔和圆孔........................................................................130

§4.2.5 圆波导中的谐振环....................................................................................131

§4.3 同轴线的不连续性........................................................................................... 133

§4.3.1 同轴线阶梯................................................................................................133

§4.3.2 同轴线的电容间隙....................................................................................134

§4.3.3 同轴线的电感销钉....................................................................................135

§4.3.4 同轴线的电容窗........................................................................................135

§4.3.5 同轴线的电容间隙终端............................................................................138

§4.3.6 同轴线的中小椭圆孔和小圆孔................................................................139

§4.3.7 同轴线的串联和并联短截线....................................................................140

§4.3.8 同轴线的宽频带支杆................................................................................141

§4.3.9 同轴线高低阻抗线....................................................................................143

§4.4 三板线的不连续性........................................................................................... 144

§4.4.1 三板线的开路端........................................................................................145

§4.4.2 三板线的电容间隙....................................................................................145

§4.4.3 三板线的阶梯............................................................................................146

§4.5 微带线的不连续性........................................................................................... 147

§4.5.1 微带线的开路端........................................................................................147

§4.5.2 微带线的电容间隙....................................................................................148

§4.5.3 微带线的尺寸跳变....................................................................................149

§4.5.4 微带线的串联和并联元件........................................................................150

第5 章 微波传输线的连接器件................................................................................. 152

§5.1 矩形波导与矩形波导的连接........................................................................... 152

§5.1.1 接触式法兰连接........................................................................................152

§5.1.2 扼流式法兰连接........................................................................................153

§5.2 波导的弯曲、拐角和扭曲............................................................................... 155

§5.2.1 矩形波导的弯曲........................................................................................155

§5.2.2 圆形波导的弯曲........................................................................................156

§5.2.3 矩形波导的拐角........................................................................................157

§5.2.4 矩形波导的扭曲........................................................................................158

§5.2.5 微带线的拐角............................................................................................160

§5.3 传输线的过渡................................................................................................... 161

§5.3.1 矩形波导的线性连续过渡........................................................................162

§5.3.2 波导与同轴线过渡....................................................................................162

§5.3.3 同轴线与带状线的过渡............................................................................171

§5.3.4 矩形波导与带状线的过度........................................................................172

§5.4 旋转关节........................................................................................................... 173

§5.4.1 空腔式圆波导旋转关节............................................................................173

§5.4.2 同轴线旋转关节........................................................................................174

§5.4.3 非接触式同轴旋转关节............................................................................178

§5.4.4 波导同轴旋转关节....................................................................................180

§5.4.5 零分贝波导旋转关节................................................................................181

《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。

《微波传输线及其电路》可供从事雷达、通信以及微波工程技术的科技人员、研制和设计生产微波系统及器件的技术人员使用，也可作为与微波工程有关专业的大专院校教师和高年级学生的参考书。