描述
开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 平装是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787121260117丛书名: 国外电子与通信教材系列
内容简介
《微波工程（第3版）》是微波工程领域的一本优秀教材，内容上既有深度又有广度。第1章至第4章介绍电磁场基本理论和电路理论，第5章至第12章利用相关的概念阐明各种微波电路和器件，第13章描述几种微波系统。在基本理论方面，既介绍了经典的电磁场理论，又叙述了现代微波工程中常用的分布电路和网络分析方法。在微波电路和器件方面，除介绍了传统的线性微波电路及波导型器件外，还增加了平面结构元件和集成电路的设计、振荡器的相位噪声、晶体管功率放大器、非线性效应以及当今微波工程师经常使用的工具，如微波CAD软件包和网络分析仪等内容。每章结尾提供了习题，书末提供了部分习题的答案，可供教师选用和学生自测。本书的特点是从基本概念出发，介绍了专用电路和器件的设计，以便读者理解如何应用基本概念得出有用的成果，提高读者运用理论解决实际问题的能力。
本书可作为高年级本科生或研究生的微波工程教材，也可作为微波电路及器件研制和开发的工程技术人员的参考书。
本书可作为高年级本科生或研究生的微波工程教材，也可作为微波电路及器件研制和开发的工程技术人员的参考书。
目 录
第1章 电磁理论
1.1 微波工程简介
1.1.1 微波工程的应用
1.1.2 微波工程的简史
1.2 麦克斯韦方程
1.3 媒质中的场和边界条件
1.3.1 一般材料分界面上的场
1.3.2 介质分界面上的场
1.3.3 理想导体（电壁）分界面上的场
1.3.4 磁壁边界条件
1.3.5 辐射条件
1.4 波方程和基本平面波的解
1.4.1 亥姆霍兹方程
1.4.2 耗媒质中的平面波
1.4.3 一般有耗媒质中的平面波
1.4.4 良导体中的平面波
1.5 平面波的通解
1.5.1 圆极化平面波
1.6 能量和功率
1.6.1 良导体吸收的功率
1.7 媒质分界面上的平面波反射
1.7.1 普通媒质
1.7.2 耗媒质
1.7.3 良导体
1.7.4 理想导体
1.7.5 表面阻抗概念
1.8 斜入射到一个介电界面
1.8.1 平行极化
1.8.2 垂直极化
1.8.3 全反射和表面波
1.9 一些有用的定理
1.9.1 互易定理
1.9.2 镜像理论
参考文献
习题
第2章 传输线理论
2.1 传输线的集总元件电路模型
2.1.1 传输线上的波传播
2.1.2 耗传输线
2.2 传输线的场分析
2.2.1 传输线参量
2.2.2 由场分析导出同轴线的电报方程
2.2.3 耗同轴线的传播常数、阻抗和功率流
2.3 端接负载的耗传输线
2.3.1 耗传输线的特殊情况
2.4 Smith圆图
2.4.1 组合阻抗-导纳的Smith圆图
2.4.2 开槽线
2.5 四分之一波长变换器
2.5.1 阻抗观点
2.5.2 多次反射观点
2.6 源和负载失配
2.6.1 负载与线匹配
2.6.2 源与带负载的线匹配
2.6.3 共轭匹配
2.7 有耗传输线
2.7.1 低耗线
2.7.2 畸变的传输线
2.7.3 端接的有耗传输线
2.7.4 计算衰减的微扰法
2.7.5 惠勒增量电感定则
参考文献
习题
第3章 传输线和波导
3.1 TEM、TE和TM波的通解
3.1.1 TEM波
3.1.2 TE波
3.1.3 TM波
3.1.4 由电介质损耗引起的衰减
3.2 平行平板波导
3.2.1 TEM模
3.2.2 TM模
3.2.3 TE模
3.3 矩形波导
3.3.1 TE模
……
第4章 微波网络分析
第5章 阻抗匹配和调谐
第6章 微波谐振器
第7章 功率分配器和定向耦合器
第8章 微波滤波器
第9章 铁氧体元件的理论与设计
第10章 噪声与有源射频元件
第11章 微波放大器设计
第12章 振荡器和混频器
第13章 微波系统导论
附录
部分习题答案
索引
1.1 微波工程简介
1.1.1 微波工程的应用
1.1.2 微波工程的简史
1.2 麦克斯韦方程
1.3 媒质中的场和边界条件
1.3.1 一般材料分界面上的场
1.3.2 介质分界面上的场
1.3.3 理想导体（电壁）分界面上的场
1.3.4 磁壁边界条件
1.3.5 辐射条件
1.4 波方程和基本平面波的解
1.4.1 亥姆霍兹方程
1.4.2 耗媒质中的平面波
1.4.3 一般有耗媒质中的平面波
1.4.4 良导体中的平面波
1.5 平面波的通解
1.5.1 圆极化平面波
1.6 能量和功率
1.6.1 良导体吸收的功率
1.7 媒质分界面上的平面波反射
1.7.1 普通媒质
1.7.2 耗媒质
1.7.3 良导体
1.7.4 理想导体
1.7.5 表面阻抗概念
1.8 斜入射到一个介电界面
1.8.1 平行极化
1.8.2 垂直极化
1.8.3 全反射和表面波
1.9 一些有用的定理
1.9.1 互易定理
1.9.2 镜像理论
参考文献
习题
第2章 传输线理论
2.1 传输线的集总元件电路模型
2.1.1 传输线上的波传播
2.1.2 耗传输线
2.2 传输线的场分析
2.2.1 传输线参量
2.2.2 由场分析导出同轴线的电报方程
2.2.3 耗同轴线的传播常数、阻抗和功率流
2.3 端接负载的耗传输线
2.3.1 耗传输线的特殊情况
2.4 Smith圆图
2.4.1 组合阻抗-导纳的Smith圆图
2.4.2 开槽线
2.5 四分之一波长变换器
2.5.1 阻抗观点
2.5.2 多次反射观点
2.6 源和负载失配
2.6.1 负载与线匹配
2.6.2 源与带负载的线匹配
2.6.3 共轭匹配
2.7 有耗传输线
2.7.1 低耗线
2.7.2 畸变的传输线
2.7.3 端接的有耗传输线
2.7.4 计算衰减的微扰法
2.7.5 惠勒增量电感定则
参考文献
习题
第3章 传输线和波导
3.1 TEM、TE和TM波的通解
3.1.1 TEM波
3.1.2 TE波
3.1.3 TM波
3.1.4 由电介质损耗引起的衰减
3.2 平行平板波导
3.2.1 TEM模
3.2.2 TM模
3.2.3 TE模
3.3 矩形波导
3.3.1 TE模
……
第4章 微波网络分析
第5章 阻抗匹配和调谐
第6章 微波谐振器
第7章 功率分配器和定向耦合器
第8章 微波滤波器
第9章 铁氧体元件的理论与设计
第10章 噪声与有源射频元件
第11章 微波放大器设计
第12章 振荡器和混频器
第13章 微波系统导论
附录
部分习题答案
索引
前 言
译者序
马萨诸塞大学DavidM.Pozar教授编著的本书是一本适用于高年级本科生和研究生使用的教材。这本教材近年来在美国相当流行，前两版得到了读者的巨大反响，这一版又在收集广大教师和读者的大量反馈信息的基础上，进行了修改和更新。除了教材正文外，教师和学生还可在Wiley出版社的网址上得到为教材中许多（不是全部）习题和例题编写的CAD软件、SERENADE电路文本和一本实验室手册，还可为有资格的教师提供所有习题的在线题解手册。所有这些均表明这是一本成熟的教材。
在电子工业出版社的大力支持下，我们决定翻译此书，以供各高校选用。我们推荐该教材的理由如下：
1.第1章至第9章的内容大体上与国内多数在用教材的内容相仿，但实用性更强。
2.重视理论分析和基本物理概念的阐述，但更重视应用。本书不但介绍微波器件的原理，还强调器件设计的训练。例如，第9章在论述铁氧体元件时，介绍了多种隔离器、相移器和和惟一的原理性设计，这在国内教材中是不多见的。
3.以较大篇幅介绍了有源微波器件以及相关的专题（如噪声、交调失真等）。对微波技术应用于无线通信系统，这些内容是不可或缺的。
4.取材新颖。第三版主要增添了一些新内容，例如在噪声、非线性效应、射频MEMS、晶体管功放、振荡器的相位噪声等领域都增添了新内容，并改写和增加了新的例题和习题。
这些理由使微波工程的教学内容在当今无线通信（手机通信和卫星通信）飞速发展的形势下，增加了新的活力。该书可作为高年级本科生或研究生的微波工程教材，也可作为微波电路及器件研制和开发的工程技术人员的参考书。本书由四人合作翻译，不同译者在译文遣词用句上难免存在一些差异，但专业名词力求统一规范。书中的专业术语尽量注上原文，以便读者查询。在翻译过程中，我们尽量使书中主要概念的术语与国内规范译名相符，以免给读者造成不便。
全书共分13章和10个附录。其中第1章至第3章由周乐柱教授翻译；前言、第4章、第9章、第10章由徐承和教授翻译；第12章、第13章由吴德明教授翻译；第5章~第8章、第11章及附录由张肇仪教授翻译；徐承和教授还负责进行了全书的审校。刘家祯编审参加了译文的讨论及修改工作，李力工程师参加了文字录入工作，在此一并表示感谢。由于译者水平有限，译文还有不妥之处，希望广大读者给予批评指正。后，译者感谢电子工业出版社对本书翻译工作的大力支持和促进。
前言
通过教育获得的知识，不但是人们对科学事物的积累，而且是人们对事物洞察力的积累。为此，我试图写一本着重于电磁学的基本概念、波传播、网络分析和应用于现代微波工程的设计原理的教科书。然而，我避免采用手册的写法，即在较小的篇幅内罗列大量信息，不做或少做解释；本书中相当多的内容涉及到了专用电路和元件的设计，这很有实用价值并可启发读者积极进行思考。在这些设计的背后，我力图给出分析和逻辑思路，以使读者知道和理解应用基本概念得出有用成果的处理过程。能牢固掌握微波工程的基本概念和原理，并知道怎样把这些内容应用于特定设计对象的工程师，有可能在有创造性和多产出的事业中胜出。
与更早时期定位于波导和场论相比，现代微波工程中占支配地位的内容是分布电路分析。当今大多数微波工程师从事平面结构元件和集成电路设计，无需直接求助于电磁场分析。当今微波工程师所使用的基本工具是微波CAD（计算机辅助设计）软件和网络分析仪，而微波工程的教学必须对此给出回应，把重点转移到网络分析、平面电路和元件以及有源电路设计方面。微波工程仍总是离不开电磁学（许多较为复杂的CAD软件包要使用严格的电磁场理论求解），而学生仍将从揭示事物的本质中受益（诸如波导模式和通过小孔耦合），但是把重点改变到微波电路分析和设计上来这一点是不容置疑的。
微波与射频（RF）技术已蔓延到了各个方面。在商业等领域，更是如此，其现代应用包括蜂窝电话、个人通信系统、无线局域数据网、车载毫米波防撞雷达、用于广播和电视的直播卫星、全球定位系统（GPS）、射频识别标识（identificationtagging）、超宽频带无线通信和雷达系统以及微波环境遥感系统。防卫系统继续大量地依靠微波技术用于无源和有源测向、通信以及武器操控系统。这样的业务发展态势意味着，在可预见的将来，在射频和微波工程方面不存在缺少挑战性的课题；同时对于工程师们，显然需要领悟微波工程的基本原理，同样需要有把这些知识应用于实际感兴趣问题的创造能力。
本书前两版的成功推出是令人感奋的。对于这一版，我们从教师和读者那里努力详尽地获取反馈信息——有关哪些专题应删去和哪些专题应添加的想法。关于去掉某些具体内容几乎没有相一致的意见（看来本书中的几乎每一个论题都有人采用）。然而，赞成把有源电路设计及相关课题的内容进行扩充的意见相当一致。因此，我们已把原来的12章增加到了13章，并在噪声、非线性效应、RF微机电系统（MEMS）、二极管和晶体管器件特性、场效应管（FET）混频器、晶体管振荡器、振荡器相位噪声、倍频器等方面增加了新的内容。对交调产物、动态范围、混频器、天线和接收机设计各小节进行了彻底的重写，增加了很多新的或修改过的例题和习题，其中一些与平面电路与元件的实际设计问题有关。这一版的另一个新特色是在书的结尾列出了部分习题的答案。这一版还去掉了一些论题，包括惟一性定理、法布里-珀罗谐振腔、电子战以及有关波导的一些例题。
这本微波工程教材针对于高年级本科生或一年级研究生，用于两学期课程的教学。若学生在本科生期间学习电磁学的情况良好，则书中第1章和第2章的内容可很快地复习过去。情况较差的学生则需要详尽地复习这两章的内容。然后循序渐进地学习第3章至第13章，任课教师可以适当地把重点选择在场论方面（第3章~第9章，第13章），或更多地选择在电路设计方面（第4章~第8章，第10章~第12章）。另外，也可将重点放在第2章、第4章~第8章以及第10章~第13章中所包含的微波电路设计内容上，从而避开有关电磁场分析的内容。
在一门有成效的微波工程课程中，应有两项重要内容：使用计算机辅助设计（CAD）模拟软件和微波实验训练。若学生可通过CAD软件对课本中有设计意向的习题结果进行验证，则立刻得到的反馈信息会使学生建立起信心，并使所做的努力得到更为满意的回报。由于消除了令人乏味的重复计算，学生可以很容易地试用另一种方法，并对习题做更加详细地探究。举例来说，传输线损耗影响已在多个例题和例题中加以了探究——没有现代CAD工具的使用，要有效地做到这一点是不可能的。此外，在课堂上使用CAD工具，可对毕业后的学生提供有用的历练。大多数商业上推出的微波CAD工具是非常昂贵的，但多家软件制造商在其产品中对学院的使用进行打折，或是提供免费的“学生版”。例如，Ansoft公司对他们的SERENADE软件包提供有学生版，该版本可在网站上免费下载。
装备一个使学生亲身实践的微波教学实验室是很昂贵的，但它为学生提供了开发对微波现象的直觉感知能力和物理观念的途径。针对课程学期的实验包括微波功率、频率、驻波比、阻抗和S参量的测量，以及对基本微波元件如调谐器、耦合器、谐振腔、负载、惟一和滤波器特性的测量。通过这些测量，学生们还将获得有关连接器、波导和微波测试设备的重要实际知识。作为一种选择，下学期更为先进的实验课程可考虑诸如噪声系数、交调失真和混频这样的主题。当然，能提供这类实验很大程度上依赖于可用的测试设备。
对于本书，我们在Wiley的网站上为学生和教师提供了若干资料。除了为教材中许多习题和例题编写的SERENADE电路文件之外，还有一个样本教学实验室手册，这可在中找到。获得了授权的教师可通过网站并进入，得到本书中所有习题的在线题解手册。
致谢
在完成此书的过程中，很多人对我给予了帮助，特别是使用本书前两版的数不清的教师和学生们，在此对他们表示感谢。我还要感谢我多年来在马萨诸塞大学的同事们，尤其是KeithCarver和BobJackson，他们提出了许多有益的建议并做出了很大的贡献，JurajBartolic（Zagreb大学）提供了第11章中μ参量稳定性准则的简化推导。感谢以下各位提供了本书中的图片：Millitech公司的NareshDeo博士，密歇根大学的JohnBryant博士，Alpha工业公司的HarrySyrigos先生，马萨诸塞大学的CalSwift教授、BobJackson教授和B.Hou先生，M/A-COM的J.Wendler先生，雷声（Raytheon）公司的MikePackard博士和MarkRussell先生，HP公司HugoVifian先生以及林肯实验室的M.Abouzahra博士。后，我要感谢JohnWiley＆Sons出版社的BillZobrist和全体雇员在这项工作中所给予的宝贵帮助和专业技能方面的贡献。
马萨诸塞大学DavidM.Pozar教授编著的本书是一本适用于高年级本科生和研究生使用的教材。这本教材近年来在美国相当流行，前两版得到了读者的巨大反响，这一版又在收集广大教师和读者的大量反馈信息的基础上，进行了修改和更新。除了教材正文外，教师和学生还可在Wiley出版社的网址上得到为教材中许多（不是全部）习题和例题编写的CAD软件、SERENADE电路文本和一本实验室手册，还可为有资格的教师提供所有习题的在线题解手册。所有这些均表明这是一本成熟的教材。
在电子工业出版社的大力支持下，我们决定翻译此书，以供各高校选用。我们推荐该教材的理由如下：
1.第1章至第9章的内容大体上与国内多数在用教材的内容相仿，但实用性更强。
2.重视理论分析和基本物理概念的阐述，但更重视应用。本书不但介绍微波器件的原理，还强调器件设计的训练。例如，第9章在论述铁氧体元件时，介绍了多种隔离器、相移器和和惟一的原理性设计，这在国内教材中是不多见的。
3.以较大篇幅介绍了有源微波器件以及相关的专题（如噪声、交调失真等）。对微波技术应用于无线通信系统，这些内容是不可或缺的。
4.取材新颖。第三版主要增添了一些新内容，例如在噪声、非线性效应、射频MEMS、晶体管功放、振荡器的相位噪声等领域都增添了新内容，并改写和增加了新的例题和习题。
这些理由使微波工程的教学内容在当今无线通信（手机通信和卫星通信）飞速发展的形势下，增加了新的活力。该书可作为高年级本科生或研究生的微波工程教材，也可作为微波电路及器件研制和开发的工程技术人员的参考书。本书由四人合作翻译，不同译者在译文遣词用句上难免存在一些差异，但专业名词力求统一规范。书中的专业术语尽量注上原文，以便读者查询。在翻译过程中，我们尽量使书中主要概念的术语与国内规范译名相符，以免给读者造成不便。
全书共分13章和10个附录。其中第1章至第3章由周乐柱教授翻译；前言、第4章、第9章、第10章由徐承和教授翻译；第12章、第13章由吴德明教授翻译；第5章~第8章、第11章及附录由张肇仪教授翻译；徐承和教授还负责进行了全书的审校。刘家祯编审参加了译文的讨论及修改工作，李力工程师参加了文字录入工作，在此一并表示感谢。由于译者水平有限，译文还有不妥之处，希望广大读者给予批评指正。后，译者感谢电子工业出版社对本书翻译工作的大力支持和促进。
前言
通过教育获得的知识，不但是人们对科学事物的积累，而且是人们对事物洞察力的积累。为此，我试图写一本着重于电磁学的基本概念、波传播、网络分析和应用于现代微波工程的设计原理的教科书。然而，我避免采用手册的写法，即在较小的篇幅内罗列大量信息，不做或少做解释；本书中相当多的内容涉及到了专用电路和元件的设计，这很有实用价值并可启发读者积极进行思考。在这些设计的背后，我力图给出分析和逻辑思路，以使读者知道和理解应用基本概念得出有用成果的处理过程。能牢固掌握微波工程的基本概念和原理，并知道怎样把这些内容应用于特定设计对象的工程师，有可能在有创造性和多产出的事业中胜出。
与更早时期定位于波导和场论相比，现代微波工程中占支配地位的内容是分布电路分析。当今大多数微波工程师从事平面结构元件和集成电路设计，无需直接求助于电磁场分析。当今微波工程师所使用的基本工具是微波CAD（计算机辅助设计）软件和网络分析仪，而微波工程的教学必须对此给出回应，把重点转移到网络分析、平面电路和元件以及有源电路设计方面。微波工程仍总是离不开电磁学（许多较为复杂的CAD软件包要使用严格的电磁场理论求解），而学生仍将从揭示事物的本质中受益（诸如波导模式和通过小孔耦合），但是把重点改变到微波电路分析和设计上来这一点是不容置疑的。
微波与射频（RF）技术已蔓延到了各个方面。在商业等领域，更是如此，其现代应用包括蜂窝电话、个人通信系统、无线局域数据网、车载毫米波防撞雷达、用于广播和电视的直播卫星、全球定位系统（GPS）、射频识别标识（identificationtagging）、超宽频带无线通信和雷达系统以及微波环境遥感系统。防卫系统继续大量地依靠微波技术用于无源和有源测向、通信以及武器操控系统。这样的业务发展态势意味着，在可预见的将来，在射频和微波工程方面不存在缺少挑战性的课题；同时对于工程师们，显然需要领悟微波工程的基本原理，同样需要有把这些知识应用于实际感兴趣问题的创造能力。
本书前两版的成功推出是令人感奋的。对于这一版，我们从教师和读者那里努力详尽地获取反馈信息——有关哪些专题应删去和哪些专题应添加的想法。关于去掉某些具体内容几乎没有相一致的意见（看来本书中的几乎每一个论题都有人采用）。然而，赞成把有源电路设计及相关课题的内容进行扩充的意见相当一致。因此，我们已把原来的12章增加到了13章，并在噪声、非线性效应、RF微机电系统（MEMS）、二极管和晶体管器件特性、场效应管（FET）混频器、晶体管振荡器、振荡器相位噪声、倍频器等方面增加了新的内容。对交调产物、动态范围、混频器、天线和接收机设计各小节进行了彻底的重写，增加了很多新的或修改过的例题和习题，其中一些与平面电路与元件的实际设计问题有关。这一版的另一个新特色是在书的结尾列出了部分习题的答案。这一版还去掉了一些论题，包括惟一性定理、法布里-珀罗谐振腔、电子战以及有关波导的一些例题。
这本微波工程教材针对于高年级本科生或一年级研究生，用于两学期课程的教学。若学生在本科生期间学习电磁学的情况良好，则书中第1章和第2章的内容可很快地复习过去。情况较差的学生则需要详尽地复习这两章的内容。然后循序渐进地学习第3章至第13章，任课教师可以适当地把重点选择在场论方面（第3章~第9章，第13章），或更多地选择在电路设计方面（第4章~第8章，第10章~第12章）。另外，也可将重点放在第2章、第4章~第8章以及第10章~第13章中所包含的微波电路设计内容上，从而避开有关电磁场分析的内容。
在一门有成效的微波工程课程中，应有两项重要内容：使用计算机辅助设计（CAD）模拟软件和微波实验训练。若学生可通过CAD软件对课本中有设计意向的习题结果进行验证，则立刻得到的反馈信息会使学生建立起信心，并使所做的努力得到更为满意的回报。由于消除了令人乏味的重复计算，学生可以很容易地试用另一种方法，并对习题做更加详细地探究。举例来说，传输线损耗影响已在多个例题和例题中加以了探究——没有现代CAD工具的使用，要有效地做到这一点是不可能的。此外，在课堂上使用CAD工具，可对毕业后的学生提供有用的历练。大多数商业上推出的微波CAD工具是非常昂贵的，但多家软件制造商在其产品中对学院的使用进行打折，或是提供免费的“学生版”。例如，Ansoft公司对他们的SERENADE软件包提供有学生版，该版本可在网站上免费下载。
装备一个使学生亲身实践的微波教学实验室是很昂贵的，但它为学生提供了开发对微波现象的直觉感知能力和物理观念的途径。针对课程学期的实验包括微波功率、频率、驻波比、阻抗和S参量的测量，以及对基本微波元件如调谐器、耦合器、谐振腔、负载、惟一和滤波器特性的测量。通过这些测量，学生们还将获得有关连接器、波导和微波测试设备的重要实际知识。作为一种选择，下学期更为先进的实验课程可考虑诸如噪声系数、交调失真和混频这样的主题。当然，能提供这类实验很大程度上依赖于可用的测试设备。
对于本书，我们在Wiley的网站上为学生和教师提供了若干资料。除了为教材中许多习题和例题编写的SERENADE电路文件之外，还有一个样本教学实验室手册，这可在中找到。获得了授权的教师可通过网站并进入，得到本书中所有习题的在线题解手册。
致谢
在完成此书的过程中，很多人对我给予了帮助，特别是使用本书前两版的数不清的教师和学生们，在此对他们表示感谢。我还要感谢我多年来在马萨诸塞大学的同事们，尤其是KeithCarver和BobJackson，他们提出了许多有益的建议并做出了很大的贡献，JurajBartolic（Zagreb大学）提供了第11章中μ参量稳定性准则的简化推导。感谢以下各位提供了本书中的图片：Millitech公司的NareshDeo博士，密歇根大学的JohnBryant博士，Alpha工业公司的HarrySyrigos先生，马萨诸塞大学的CalSwift教授、BobJackson教授和B.Hou先生，M/A-COM的J.Wendler先生，雷声（Raytheon）公司的MikePackard博士和MarkRussell先生，HP公司HugoVifian先生以及林肯实验室的M.Abouzahra博士。后，我要感谢JohnWiley＆Sons出版社的BillZobrist和全体雇员在这项工作中所给予的宝贵帮助和专业技能方面的贡献。
评论
还没有评论。