本書是微波工程領(lǐng)域的一本優(yōu)秀教材，其內(nèi)容既有深度又有廣度，主要包括電磁理論、傳輸線理論、傳輸線和波導(dǎo)、微波網(wǎng)絡(luò)分析、阻抗匹配和調(diào)諧、微波諧振器、功率分配器和定向耦合器、微波濾波器、鐵氧體元件理論與設(shè)計(jì)、噪聲與非線性失真、有源射頻及微波器件、微波放大器設(shè)計(jì)、振蕩器和混頻器、微波系統(tǒng)導(dǎo)論。在基本理論方面，既介紹了經(jīng)典的電磁場(chǎng)理論，又?jǐn)⑹隽爽F(xiàn)代微波工程中常用的分布電路和網(wǎng)絡(luò)分析方法。在微波電路和器件方面，除介紹傳統(tǒng)的線性微波電路及波導(dǎo)器件外，還增加了平面結(jié)構(gòu)元件和集成電路的設(shè)計(jì)、振蕩器的相位噪聲、晶體管功率放大器、非線性效應(yīng)以及當(dāng)今微波工程師經(jīng)常使用的工具，如微波CAD軟件包和網(wǎng)絡(luò)分析儀等內(nèi)容。每章結(jié)尾提供了習(xí)題，書末提供了部分習(xí)題的答案，可供教師選用和學(xué)生自測(cè)。本書的特點(diǎn)是從基本概念出發(fā)，介紹專用電路和器件的設(shè)計(jì)，以便讀者理解如何應(yīng)用基本概念得出有用的結(jié)果，提高讀者運(yùn)用理論解決實(shí)際問(wèn)題的能力。本書可作為高年級(jí)本科生或研究生的微波工程教材，也可作為微波電路及器件研制和開(kāi)發(fā)的工程技術(shù)人員的參考書。
David M. Pozar，美國(guó)馬薩諸塞大學(xué)電氣與計(jì)算機(jī)工程教授，IEEE會(huì)士，多個(gè)期刊的主編、副主編。在天線與射頻領(lǐng)域出版專著、教材多本，發(fā)表論文多篇，同時(shí)在教學(xué)與科研領(lǐng)域多次獲獎(jiǎng)。目前的研究方向?yàn)樘炀�與射頻電路設(shè)計(jì)、超寬帶無(wú)線通信、微帶天線與相控陣天線等。
譚云華， 清華大學(xué)副教授，長(zhǎng)期從事微波領(lǐng)域的教學(xué)與研究工作，發(fā)表論文多篇，完成縱向和橫向項(xiàng)目多項(xiàng)，多次獲得優(yōu)秀老師榮譽(yù)稱號(hào)。
目 錄
第1章 電磁理論 1
1.1 微波工程簡(jiǎn)介 1
1.1.1 微波工程應(yīng)用 1
1.1.2 微波工程簡(jiǎn)史 3
1.2 麥克斯韋方程 4
1.3 媒質(zhì)中的場(chǎng)和邊界條件 8
1.3.1 一般材料分界面上的場(chǎng) 10
1.3.2 介質(zhì)分界面上的場(chǎng) 11
1.3.3 理想導(dǎo)體（電壁）分界面上的場(chǎng) 11
1.3.4 磁壁邊界條件 12
1.3.5 輻射條件 12
1.4 波方程和基本平面波的解 12
1.4.1 亥姆霍茲方程 12
1.4.2 無(wú)耗媒質(zhì)中的平面波 13
1.4.3 一般有耗媒質(zhì)中的平面波 14
1.4.4 良導(dǎo)體中的平面波 15
1.5 平面波的通解 16
1.5.1 圓偏振平面波 19
1.6 能量和功率 20
1.6.1 良導(dǎo)體吸收的功率 21
1.7 媒質(zhì)分界面上的平面波反射 22
1.7.1 普通媒質(zhì) 22
1.7.2 無(wú)耗媒質(zhì) 23
1.7.3 良導(dǎo)體 25
1.7.4 理想導(dǎo)體 26
1.7.5 表面阻抗概念 26
1.8 斜入射到一個(gè)介電界面 28
1.8.1 平行偏振 28
1.8.2 垂直偏振 30
1.8.3 全反射和表面波 31
1.9 一些有用的定理 32
1.9.1 互易定理 32
1.9.2 鏡像理論 33
參考文獻(xiàn) 35
習(xí)題 36
第2章 傳輸線理論 39
2.1 傳輸線的集總元件電路模型 39
2.1.1 傳輸線上的波傳播 40
2.1.2 無(wú)耗傳輸線 41
2.2 傳輸線的場(chǎng)分析 41
2.2.1 傳輸線參量 41
2.2.2 由場(chǎng)分析導(dǎo)出同軸線的電報(bào)方程 43
2.2.3 無(wú)耗同軸線的傳播常數(shù)、阻抗和功率流 44
2.3 端接負(fù)載的無(wú)耗傳輸線 45
2.3.1 無(wú)耗傳輸線的特殊情況 47
2.4 Smith圓圖 50
2.4.1 組合阻抗-導(dǎo)納的Smith圓圖 54
2.4.2 開(kāi)槽線 55
2.5 1/4波長(zhǎng)變換器 58
2.5.1 阻抗觀點(diǎn) 58
2.5.2 多次反射觀點(diǎn) 59
2.6 源和負(fù)載失配 60
2.6.1 負(fù)載與線匹配 61
2.6.2 源與帶負(fù)載的線匹配 62
2.6.3 共軛匹配 62
2.7 有耗傳輸線 63
2.7.1 低耗線 63
2.7.2 無(wú)畸變傳輸線 64
2.7.3 端接的有耗傳輸線 65
2.7.4 計(jì)算衰減的微擾法 65
2.7.5 惠勒增量電感定則 66
2.8 傳輸線的瞬態(tài)效應(yīng) 68
2.8.1 端接負(fù)載的傳輸線的脈沖反射特性 68
2.8.2 瞬態(tài)電路彈跳圖 70
參考文獻(xiàn) 71
習(xí)題 71
第3章 傳輸線和波導(dǎo) 75
3.1 TEM波、TE波和TM波的通解 75
3.1.1 TEM波 77
3.1.2 TE波 78
3.1.3 TM波 79
3.1.4 由電介質(zhì)損耗引起的衰減 80
3.2 平行平板波導(dǎo) 80
3.2.1 TEM模 81
3.2.2 TM模 81
3.2.3 TE模 84
3.3 矩形波導(dǎo) 86
3.3.1 TE模 87
3.3.2 TM模 90
3.3.3 部分加載波導(dǎo)的TEm0模 94
3.4 圓波導(dǎo) 96
3.4.1 TE模 96
3.4.2 TM模 99
3.5 同軸線 103
3.5.1 TEM模 103
3.5.2 高階模 104
3.6 接地介質(zhì)板上的表面波 106
3.6.1 TM模 107
3.6.2 TE模 109
3.7 帶狀線 112
3.7.1 傳播常數(shù)、特征阻抗和衰減的公式 113
3.7.2 近似的靜電解 114
3.8 微帶線 117
3.8.1 有效介電常數(shù)、特征阻抗和衰減的計(jì)算公式 117
3.8.2 頻率依賴效應(yīng)和高階模 119
3.9 橫向諧振法 121
3.9.1 部分加載矩形波導(dǎo)的TE0n模 122
3.10 波速和色散 122
3.10.1 群速 123
3.11 傳輸線和波導(dǎo)小結(jié) 125
3.11.1 其他類型的傳輸線和波導(dǎo) 125
參考文獻(xiàn) 128
習(xí)題 128
第4章 微波網(wǎng)絡(luò)分析 131
4.1 阻抗和等效電壓與電流 131
4.1.1 等效電壓與電流 131
4.1.2 阻抗概念 134
4.1.3 Z(ω)和Г(ω)的奇偶性 136
4.2 阻抗和導(dǎo)納矩陣 137
4.2.1 互易網(wǎng)絡(luò) 138
4.2.2 無(wú)耗網(wǎng)絡(luò) 139
4.3 散射矩陣 140
4.3.1 互易網(wǎng)絡(luò)與無(wú)耗網(wǎng)絡(luò) 143
4.3.2 參考平面的移動(dòng) 145
4.3.3 功率波和廣義散射參量 146
4.4 傳輸（ABCD）矩陣 149
4.4.1 與阻抗矩陣的關(guān)系 151
4.4.2 二端口網(wǎng)絡(luò)的等效電路 151
4.5 信號(hào)流圖 153
4.5.1 信號(hào)流圖的分解 154
4.5.2 TRL網(wǎng)絡(luò)分析儀校正的應(yīng)用 156
4.6 不連續(xù)性和模分析 160
4.6.1 矩形波導(dǎo)中H平面階梯的模分析 162
4.7 波導(dǎo)的激勵(lì)——電流和磁流 166
4.7.1 只激勵(lì)一個(gè)波導(dǎo)模的電流片 166
4.7.2 任意電流源或磁流源的模激勵(lì) 167
4.8 波導(dǎo)激勵(lì)——小孔耦合 170
4.8.1 通過(guò)橫向波導(dǎo)壁上的小孔耦合 172
4.8.2 通過(guò)波導(dǎo)寬壁上的小孔耦合 174
參考文獻(xiàn) 175
習(xí)題 175
第5章 阻抗匹配和調(diào)諧 181
5.1 用集總元件匹配（L網(wǎng)絡(luò)） 181
5.1.1 解析解法 182
5.1.2 Smith圓圖解法 183
5.2 單短截線調(diào)諧 186
5.2.1 并聯(lián)短截線 187
5.2.2 串聯(lián)短截線 189
5.3 雙短截線調(diào)諧 192
5.3.1 Smith圓圖解法 193
5.3.2 解析解法 195
5.4 1/4波長(zhǎng)變換器 196
5.5 小反射理論 199
5.5.1 單節(jié)變換器 199
5.5.2 多節(jié)變換器 200
5.6 二項(xiàng)式多節(jié)匹配變換器 201
5.7 切比雪夫多節(jié)匹配變換器 204
5.7.1 切比雪夫多項(xiàng)式 204
5.7.2 切比雪夫變換器的設(shè)計(jì) 206
5.8 漸變傳輸線 208
5.8.1 指數(shù)漸變 209
5.8.2 三角形漸變 210
5.8.3 Klopfenstein漸變 210
5.9 Bode?Fano約束條件 213
參考文獻(xiàn) 215
習(xí)題 215
第6章 微波諧振器 217
6.1 串聯(lián)和并聯(lián)諧振電路 217
6.1.1 串聯(lián)諧振電路 217
6.1.2 并聯(lián)諧振電路 219
6.1.3 有載Q和無(wú)載Q 221
6.2 傳輸線諧振器 222
6.2.1 短路λ/2傳輸線 222
6.2.2 短路λ/4傳輸線 224
6.2.3 開(kāi)路λ/2傳輸線 225
6.3 矩形波導(dǎo)腔諧振器 226
6.3.1 諧振頻率 226
6.3.2 模的無(wú)載Q 227
6.4 圓波導(dǎo)腔諧振器 230
6.4.1 諧振頻率 230
6.4.2 模的無(wú)載Q 232
6.5 介質(zhì)諧振器 234
6.5.1 TE01δ模的諧振頻率 234
6.6 諧振器的激勵(lì) 237
6.6.1 耦合系數(shù)和臨界耦合 238
6.6.2 縫隙耦合微帶諧振器 239
6.6.3 小孔耦合腔 242
6.6.4 通過(guò)二端口測(cè)量求無(wú)載Q 243
6.7 腔的微擾 245
6.7.1 材料微擾 245
6.7.2 形狀微擾 247
參考文獻(xiàn) 249
習(xí)題 249
第7章 功率分配器和定向耦合器 253
7.1 功率分配器和耦合器的基本特性 253
7.1.1 三端口網(wǎng)絡(luò)（T形結(jié)） 253
7.1.2 四端口網(wǎng)絡(luò)（定向耦合器） 256
7.2 T形結(jié)功率功率分配器 259
7.2.1 無(wú)耗功率分配器 259
7.2.2 電阻性功率分配器 260
7.3 Wilkinson功率分配器 262
7.3.1 偶-奇模分析 262
7.3.2 不等分功率分配和N路Wilkinson功率分配器 265
7.4 波導(dǎo)定向耦合器 266
7.4.1 倍茲孔耦合器 266
7.4.2 多孔耦合器的設(shè)計(jì) 270
7.5 正交（90°）混合網(wǎng)絡(luò) 274
7.5.1 偶?奇模分析 274
7.6 耦合線定向耦合器 277
7.6.1 耦合線理論 277
7.6.2 耦合線耦合器的設(shè)計(jì) 280
7.6.3 多節(jié)耦合線耦合器的設(shè)計(jì) 284
7.7 Lange耦合器 286
7.8 180°混合網(wǎng)絡(luò) 289
7.8.1 環(huán)形混合網(wǎng)絡(luò)的偶-奇模分析 290
7.8.2 漸變耦合線混合網(wǎng)絡(luò)偶-奇模分析 294
7.8.3 波導(dǎo)魔T 296
7.9 其他耦合器 297
參考文獻(xiàn) 299
習(xí)題 300
第8章 微波濾波器 304
8.1 周期結(jié)構(gòu) 304
8.1.1 無(wú)限長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)的分析 305
8.1.2 有負(fù)載的周期結(jié)構(gòu) 307
8.1.3 k?β圖和波速 308
8.2 采用鏡像參量法設(shè)計(jì)濾波器 310
8.2.1 二端口網(wǎng)絡(luò)的鏡像阻抗和傳遞函數(shù) 310
8.2.2 定k式濾波器節(jié) 313
8.2.3 m導(dǎo)出式濾波器節(jié) 314
8.2.4 復(fù)合濾波器 317
8.3 采用插入損耗法設(shè)計(jì)濾波器 319
8.3.1 用功率損耗比表征 319
8.3.2 最平坦低通濾波器原型 321
8.3.3 等紋波低通濾波器原型 324
8.3.4 線性相位低通濾波器原型 326
8.4 濾波器變換 327
8.4.1 阻抗和頻率定標(biāo) 327
8.4.2 帶通和帶阻變換 329
8.5 濾波器的實(shí)現(xiàn) 332
8.5.1 理查德變換 333
8.5.2 科洛達(dá)恒等關(guān)系 333
8.5.3 阻抗和導(dǎo)納倒相器 337
8.6 階躍阻抗低通濾波器 338
8.6.1 短傳輸線段近似等效電路 339
8.7 耦合線濾波器 341
8.7.1 耦合線段的濾波器特性 342
8.7.2 耦合線帶通濾波器的設(shè)計(jì) 346
8.8 使用耦合諧振器的濾波器 351
8.8.1 使用1/4波長(zhǎng)諧振器的帶阻和帶通濾波器 351
8.8.2 使用電容性耦合串聯(lián)諧振器的帶通濾波器 354
8.8.3 使用電容性耦合并聯(lián)諧振器的帶通濾波器 357
參考文獻(xiàn) 360
習(xí)題 361
第9章 鐵氧體元件理論與設(shè)計(jì) 363
9.1 亞鐵磁性材料的基本性質(zhì) 363
9.1.1 磁導(dǎo)率張量 363
9.1.2 圓極化場(chǎng) 367
9.1.3 損耗效應(yīng) 369
9.1.4 退磁因子 371
9.2 鐵氧體中的平面波傳播 373
9.2.1 在偏置場(chǎng)方向的傳播（法拉第旋轉(zhuǎn)） 373
9.2.2 垂直于偏置場(chǎng)的波傳播（雙折射） 376
9.3 波在鐵氧體加載的矩形波導(dǎo)中的傳播 378
9.3.1 有單片鐵氧體的波導(dǎo)的TEm0模 378
9.3.2 有兩片對(duì)稱鐵氧體的波導(dǎo)的TEm0模 381
9.4 鐵氧體隔離器 382
9.4.1 諧振隔離器 382
9.4.2 場(chǎng)位移隔離器 385
9.5 鐵氧體相移器 387
9.5.1 非互易鎖存相移器 387
9.5.2 其他類型的鐵氧體相移器 389
9.5.3 回轉(zhuǎn)器 390
9.6 鐵氧體環(huán)形器 390
9.6.1 失配環(huán)形器的特性 391
9.6.2 結(jié)型環(huán)形器 392
參考文獻(xiàn) 396
習(xí)題 396
第10章 噪聲與非線性失真 399
10.1 微波電路中的噪聲 399
10.1.1 動(dòng)態(tài)范圍和噪聲源 399
10.1.2 噪聲功率與等效噪聲溫度 400
10.1.3 噪聲溫度的測(cè)量 402
10.2 噪聲系數(shù) 403
10.2.1 噪聲系數(shù)的定義 403
10.2.2 級(jí)聯(lián)系統(tǒng)的噪聲系數(shù) 405
10.2.3 無(wú)源二端口網(wǎng)絡(luò)的噪聲系數(shù) 406
10.2.4 失配有耗傳輸線的噪聲系數(shù) 407
10.2.5 失配放大器的噪聲系數(shù) 409
10.3 非線性失真 410
10.3.1 增益壓縮 411
10.3.2 諧波頻率和交調(diào)失真 411
10.3.3 3階截?cái)帱c(diǎn) 413
10.3.4 級(jí)聯(lián)系統(tǒng)的截?cái)帱c(diǎn) 414
10.3.5 無(wú)源交調(diào) 415
10.4 動(dòng)態(tài)范圍 416
10.4.1 線性和無(wú)雜散動(dòng)態(tài)范圍 416
參考文獻(xiàn) 417
習(xí)題 418
第11章 有源射頻及微波器件 420
11.1 二極管及二極管電路 420
11.1.1 肖特基二極管和檢波器 420
11.1.2 PIN二極管和控制電路 424
11.1.3 變?nèi)荻䴓O管 429
11.1.4 其他二極管 430
11.1.5 功率合成 431
11.2 雙極結(jié)型晶體管 432
11.2.1 雙極結(jié)型晶體管 432
11.2.2 異質(zhì)結(jié)雙極晶體管 434
11.3 場(chǎng)效應(yīng)晶體管 434
11.3.1 金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管 435
11.3.2 金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管 436
11.3.3 高電子遷移率晶體管 437
11.4 微波集成電路 437
11.4.1 混合微波集成電路 438
11.4.2 單片微波集成電路 439
11.5 微波管 441
參考文獻(xiàn) 444
習(xí)題 444
第12章 微波放大器設(shè)計(jì) 446
12.1 二端口功率增益 446
12.1.1 二端口功率增益的定義 446
12.1.2 二端口功率增益的深入探討 449
12.2 穩(wěn)定性 451
12.2.1 穩(wěn)定性圓 451
12.2.2 無(wú)條件穩(wěn)定的檢驗(yàn) 453
12.3 單級(jí)晶體管放大器設(shè)計(jì) 456
12.3.1 最大增益設(shè)計(jì)（共軛匹配） 456
12.3.2 等增益圓和固定增益的設(shè)計(jì) 460
12.3.3 低噪聲放大器設(shè)計(jì) 464
12.3.4 低噪聲MOSFET放大器 467
12.4 寬帶晶體管放大器設(shè)計(jì) 469
12.4.1 平衡放大器 469
12.4.2 分布放大器 471
12.4.3 差分放大器 475
12.5 功率放大器 478
12.5.1 功率放大器的特性和放大器類型 478
12.5.2 晶體管的大信號(hào)特性 479
12.5.3 A類功率放大器的設(shè)計(jì) 479
參考文獻(xiàn) 481
習(xí)題 482
第13章 振蕩器和混頻器 484
13.1 射頻振蕩器 485
13.1.1 一般分析方法 485
13.1.2 使用共發(fā)射極的雙極結(jié)型晶體管的振蕩器 486
13.1.3 使用共柵極場(chǎng)效應(yīng)晶體管的振蕩器 487
13.1.4 實(shí)際考慮 488
13.1.5 晶體振蕩器 490
13.2 微波振蕩器 491
13.2.1 晶體管振蕩器 492
13.2.2 介質(zhì)諧振器振蕩器 495
13.3 振蕩器相位噪聲 498
13.3.1 相位噪聲的表示 498
13.3.2 振蕩器相位噪聲的Leeson模型 499
13.4 頻率倍增器 502
13.4.1 電抗性二極管倍頻器（Manley-Rowe關(guān)系） 502
13.4.2 電阻性二極管倍頻器 504
13.4.3 晶體管倍頻器 506
13.5 混頻器 509
13.5.1 混頻器特性 509
13.5.2 單端二極管混頻器 513
13.5.3 單端FET混頻器 514
13.5.4 平衡混頻器 516
13.5.5 鏡像抑制混頻器 518
13.5.6 差分FET混頻器和吉爾伯特單元混頻器 520
13.5.7 其他混頻器 521
參考文獻(xiàn) 523
習(xí)題 524
第14章 微波系統(tǒng)導(dǎo)論 526
14.1 天線的系統(tǒng)特性 526
14.1.1 天線輻射的場(chǎng)和功率 527
14.1.2 天線輻射方向圖特征 528
14.1.3 天線的增益和效率 530
14.1.4 孔徑效率和有效面積 531
14.1.5 背景溫度和亮度溫度 532
14.1.6 天線的噪聲溫度和G/T 534
14.2 無(wú)線通信系統(tǒng) 536
14.2.1 Friis公式 537
14.2.2 鏈路預(yù)算和鏈路裕量 538
14.2.3 無(wú)線接收機(jī)結(jié)構(gòu) 540
14.2.4 接收機(jī)的噪聲特性 542
14.2.5 數(shù)字調(diào)制和誤碼率 544
14.2.6 無(wú)線通信系統(tǒng) 546
14.3 雷達(dá)系統(tǒng) 550
14.3.1 雷達(dá)方程 552
14.3.2 脈沖雷達(dá) 553
14.3.3 多普勒雷達(dá) 554
14.3.4 雷達(dá)散射截面 555
14.4 輻射計(jì)系統(tǒng) 556
14.4.1 輻射計(jì)理論和應(yīng)用 556
14.4.2 全功率輻射計(jì) 558
14.4.3 迪克輻射計(jì) 559
14.5 微波傳播 560
14.5.1 大氣效應(yīng) 560
14.5.2 地面效應(yīng) 561
14.5.3 等離子體效應(yīng) 562
14.6 其他應(yīng)用和專題 563
14.6.1 微波加熱 563
14.6.2 電能傳輸 563
14.6.3 生物效應(yīng)和安全性 564
參考文獻(xiàn) 565
習(xí)題 566
附錄A 構(gòu)成十進(jìn)制倍數(shù)和分?jǐn)?shù)單位的詞頭 569
附錄B 向量分析 569
B.1 坐標(biāo)變換 569
B.2 向量微分算符 570
附錄C 貝塞爾函數(shù) 571
附錄D 其他數(shù)學(xué)公式 573
D.1 有用的積分 573
D.2 泰勒級(jí)數(shù) 573
附錄E 物理常數(shù) 574
附錄F 某些材料的電導(dǎo)率 574
附錄G 一些材料的介電常數(shù)和損耗角正切 575
附錄H 一些微波鐵氧體材料的特性 575
附錄I 標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)數(shù)據(jù) 576
附錄J 標(biāo)準(zhǔn)同軸線數(shù)據(jù) 577
部分習(xí)題答案 578
術(shù)語(yǔ)表 581
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