微波技术基础

射频与微波技术已渗透到工程应用和设计的各个方面，当前个人通信系统、全球定位系统、射频识别系统的普及应用，以及毫米波、太赫兹系统的发展，都要求工程师必须掌握微波技术的基础知识。
本书在作者多年教学实践与科研工作的基础上，参考国内外同类教材，紧跟微波领域发展前沿编写而成。在编写上注重基础性、简明性与实用性，既注重微波技术的基本概念和理论的清晰阐述，配以一定的例题以加深理解，又强调实际应用的设计和分析，结合常用微波仿真软件做了补充，从而与实际应用联系更为紧密，可提高读者的学习兴趣，加深对理论的理解。
本书第1章是绪论部分，简要介绍微波的基本概念并回顾导行波分析方法；第2章从基本电路理论出发，引出了传输线理论以及史密斯圆图的构建方法；第3章通过阻抗匹配与调谐，深化对传输线理论和史密斯圆图的理解及应用；第4章主要介绍工程上常用的矩形波导、圆形波导、同轴线以及带状线和微带线等的求解与分析；第5章从规则导行系统和不连续型的等效电路出发，介绍微波网络的各种参数矩阵特性与应用；第6章和第7章重点讲述各种微波器件、微波谐振器的理论基础与分析方法；第8章则从实践角度出发，结合常用微波仿真软件对本书相关理论知识进行验证，从而与实际应用联系更为紧密，以培养读者对该领域的兴趣。
本书由韩居正和丁大志编写，韩居正编写第2章、第3章、第5章、第6章和第7章；丁大志编写第1章、第4章和第8章，并负责全书统稿。王贵参与了书稿的资料整理与修订工作。本书的编写得到南京理工大学规划教材项目资助，也离不开“电磁仿真与射频感知”工业和信息化部  老师们的支持与帮助，在此表示衷心的感谢！
由于作者水平有限，书中难免有差错和不足之处，恳请读者提出宝贵意见。
作者

本书以场、路结合的方法系统地论述了微波技术的基本理论和基本分析方法，主要内容包括微波简介、导行波分析方法、传输线理论、阻抗匹配与调谐、波导与传输线、微波网络基础、常用微波器件（包括微波谐振器）以及基于HFSS仿真软件的微波器件仿真分析实例。针对各部分内容，每章结尾提供相当数量的习题以及应用实例等，有利于读者进一步巩固所学理论并了解相关理论的应用情况，帮助加深概念的理解。
本书可作为高等院校通信、电子信息类专业的专业基础课教材，也可作为高等院校其他相关专业、成人高等教育相关专业的教材或参考书，或作为从事微波技术专业的科研人员和工程技术人员的参考资料。

目录
前言
第1章绪论
1.1微波的起源和波段划分
1.2微波的特点和应用
1.3微波问题的分析方法
1.4导行波分析方法
1.4.1麦克斯韦方程组、边界条件及波动方程
1.4.2导行波的场解法
1.4.3导行波按纵向场分类及一般传输特性
课后习题
第2章传输线理论
2.1传输线及其等效电路模型
2.1.1传输线的种类
2.1.2分布参数及分布参数电路
2.2传输线方程及其解
2.2.1传输线方程
2.2.2传输线方程的解
2.2.3入射波和反射波
2.3传输线参量
2.3.1传播常数
2.3.2特性阻抗
2.3.3相速和相波长
2.3.4输入阻抗
2.3.5反射系数
2.3.6驻波比和行波系数
2.3.7传输功率
2.4均匀无耗传输线工作状态的分析
2.4.1行波状态（无反射情况）
2.4.2驻波状态（全反射情况）
2.4.3行驻波状态（部分反射情况）
2.5有耗传输线
2.5.1低耗传输线
2.5.2无畸变传输线
2.5.3终端接负载的有耗传输线
2.6史密斯圆图
2.6.1圆图概念
2.6.2史密斯圆图
课后习题
第3章阻抗匹配与调谐
3.1阻抗匹配概念
3.2用集总元件匹配（L节匹配网络）
3.2.1解析解法
3.2.2史密斯圆图解法
3.3单支节匹配
3.3.1并联支节
3.3.2串联支节
3.4双支节匹配
3.5四分之一波长变换器
3.6小反射理论
3.6.1单节变换器
3.6.2多节变换器
3.7渐变传输线
3.7.1指数渐变
3.7.2三角形渐变
课后习题
第4章波导与传输线
4.1矩形波导
4.1.1矩形波导的导模
4.1.2导模的场结构
4.1.3管壁电流
4.1.4矩形波导的传输特性
4.1.5矩形波导的截面尺寸选择
4.2圆形波导
4.2.1圆形波导导模
4.2.2三个常用模
4.3同轴波导
4.3.1同轴线的TEM导波场
4.3.2传输特性
4.3.3同轴线的高次模
4.3.4同轴线尺寸选择
4.4波导正规模的特性
4.4.1对称性
4.4.2正交性
4.4.3完备性
4.5带状线
4.5.1带状线的TEM特性
4.5.2带状线的静态近似数值解法
4.6微带线
4.6.1微带线的准TEM特性
4.6.2微带线的近似静态解法
4.6.3微带线的色散特性与尺寸限制
4.7其他形式平面传输线
4.7.1槽线
4.7.2共面传输线
4.7.3鳍线
4.8新型传输线
4.8.1基片集成波导
4.8.2复合左右手传输线
课后习题
第5章微波网络基础
5.1微波接头的等效网络
5.1.1等效电压和电流与阻抗概念
5.1.2均匀波导的等效电路
5.1.3不均匀性的等效网络
5.2一端口网络的阻抗特性
5.2.1福斯特电抗定理
5.2.2Z(ω)和Γ(ω)的奇偶特性
5.3微波网络的阻抗和导纳矩阵
5.3.1阻抗和导纳矩阵
5.3.2互易网络
5.3.3无耗网络
5.4散射矩阵
5.4.1普通散射参数的定义
5.4.2［S］矩阵与［Z］矩阵、［Y］矩阵的关系
5.4.3级联二端口网络的散射矩阵
5.4.4散射矩阵的特性
5.4.5广义散射矩阵
5.4.6二端口网络的功率增益
5.5转移矩阵
5.5.1ABCD矩阵
5.5.2ABCD矩阵与［S］矩阵的关系
5.5.3二端口网络的特性
5.6传输散射矩阵
5.6.1传输散射矩阵表示法
5.6.2二端口［T］矩阵的特性
5.7微波网络的信号流图
5.7.1信号流图的构成
5.7.2信号流图的求解方法
课后习题
第6章常用微波器件
6.1一端口器件
6.1.1短路负载
6.1.2匹配负载
6.1.3失配负载
6.2二端口器件
6.2.1无耗二端口网络的基本性质
6.2.2连接器件
6.2.3匹配器件
6.2.4衰减与相移器件
6.2.5波型变换器件
6.3三端口器件
6.3.1三端口网络
6.3.2T型结功率分配器
6.3.3Wilkinson功率分配器
6.4四端口器件
6.4.1四端口网络（定向耦合器）
6.4.2正交（90°）混合网络
6.4.3耦合线定向耦合器
6.4.4180°混合网络
6.4.5波导魔T
课后习题
第7章微波谐振器
7.1谐振的概念
7.2微波谐振器的基本参量
7.2.1谐振频率f0或谐振波长λ0
7.2.2品质因数Q0
7.2.3特性阻抗ξ0与损耗电导G0l
7.3矩形谐振腔
7.3.1谐振波长λ0
7.3.2谐振主模TE101场结构
7.3.3谐振主模TE101的品质因数Q0
7.4圆柱谐振腔
7.5传输线谐振器
7.5.1短路λ/2线型谐振器
7.5.2短路λ/4线型谐振器
7.5.3开路λ/2线型谐振器
7.6谐振器的激励
课后习题
第8章基于HFSS的微波仿真与优化
8.1HFSS软件仿真简介
8.1.1HFSS的主要功能与应用领域
8.1.2HFSS软件设计环境
8.2HFSS仿真优化实例
8.2.1T型波导的仿真和优化分析
8.2.2环形定向耦合器仿真与优化
附录
附录A标准矩形波导主要参数表
附录B常用导体材料的特性
附录C常用介质材料的特性

本书以场、路结合的方法系统地论述了微波技术的基本理论和基本分析方法，主要内容包括微波简介、导行波分析方法、传输线理论、阻抗匹配与调谐、波导与传输线、微波网络基础、常用微波器件（包括微波谐振器）以及基于HFSS仿真软件的微波器件仿真分析实例。针对各部分内容，每章结尾提供相当数量的习题以及应用实例等，有利于读者进一步巩固所学理论并了解相关理论的应用情况，帮助加深概念的理解。
本书可作为高等院校通信、电子信息类专业的专业基础课教材，也可作为高等院校其他相关专业、成人高等教育相关专业的教材或参考书，或作为从事微波技术专业的科研人员和工程技术人员的参考资料。