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第1章 引言1

1.1 射频与微波的应用1

1.2 频段2

1.3 高频中的物理现象4

1.3.1 电短传输线4

1.3.2 大于十分之一波长的传输线5

1.3.3 辐射与天线6

1.4 后续章节概述7

参考文献8

第2章 电磁场与波9

2.1 电场和磁场9

2.1.1 静电场9

2.1.2 稳态电流和磁场14

2.1.3 差分矢量算子18

2.2 麦克斯韦方程18

2.2.1 时域差分形式19

2.2.2 时谐相关的差分形式20

2.2.3 积分形式21

2.2.4 要素关系和材料特性22

2.2.5 边界条件24

2.3 电磁问题的分类25

2.3.1 静态场25

2.3.2 准静态场26

2.3.3 耦合电磁场26

2.4 趋肤效应27

2.5 电磁波29

2.5.1 波动方程与平面波29

2.5.2 波的极化33

2.5.3 反射和折射34

2.5.4 球面波39

2.6 小结40

2.7 习题41

参考文献42

拓展阅读42

第3章 传输线理论及其瞬态信号43

3.1 传输线理论43

3.1.1 传输线的等效电路43

3.1.2 电报方程44

3.1.3 传输线上的电压和电流波46

3.1.4 终端加载的传输线48

3.1.5 输入阻抗50

3.1.6 无损传输线51

3.1.7 低损传输线53

3.1.8 不同终端的传输线54

3.1.9 无损传输线的阻抗变换60

3.1.10 反射系数61

3.1.11 史密斯圆图63

3.2 传输线上的瞬态信号67

3.2.1 阶跃函数67

3.2.2 矩形函数74

3.3 眼图75

3.4 小结77

3.5 习题77

参考文献78

拓展阅读78

第4章 传输线与波导79

4.1 概述79

4.2 同轴线81

4.2.1 特殊的电感和特征阻抗81

4.2.2 低损传输线的衰减83

4.2.3 频率范围85

4.2.4 应用领域86

4.3 微带线87

4.3.1 特征阻抗和有效介电常数87

4.3.2 色散与频率范围89

4.3.3 应用领域90

4.4 带状线90

4.4.1 特征阻抗91

4.4.2 频率范围91

4.5 共面线92

4.5.1 特征阻抗和有效介电常数93

4.5.2 地平面上的共面波导93

4.5.3 共面波导和空气桥94

4.5.4 频率范围95

4.5.5 应用领域95

4.6 矩形波导96

4.6.1 电边壁之间的电磁波96

4.6.2 主模（TE10）98

4.6.3 高阶模102

4.6.4 应用领域102

4.6.5 波导模式的激励103

4.6.6 腔体谐振103

4.7 圆波导105

4.8 双导体传输线108

4.8.1 特征阻抗108

4.8.2 应用领域109

4.9 三导体传输线109

4.9.1 奇偶模109

4.9.2 特征阻抗和传播常数111

4.9.3 奇偶模的传输线终端113

4.10 习题113

参考文献114

第5章 散射参数115

5.1 多端口网络描述115

5.2 归一化功率波116

5.3 散射参数与功率118

5.4 网络特性的S参数描述120

5.4.1 匹配120

5.4.2 复共轭匹配121

5.4.3 互易性122

5.4.4 对称性123

5.4.5 无源和无损电路123

5.4.6 单向电路124

5.4.7 三口网络的特征124

5.5 S参数的计算124

5.5.1 反射系数124

5.5.2 传输系数125

5.5.3 去归一化127

5.6 信号流方法128

5.6.1 单口网络／负载终端129

5.6.2 源130

5.6.3 双口网络130

5.6.4 三口网络130

5.6.5 四口网络131

5.7 S参数的测量133

5.8 习题136

参考文献137

扩展阅读138

第6章 射频元件与电路139

6.1 集总无源元件的等效电路139

6.1.1 电阻器139

6.1.2 电容器141

6.1.3 电感器141

6.2 传输线谐振器143

6.2.1 半波谐振器143

6.2.2 四分之一波长谐振器145

6.3 阻抗匹配146

6.3.1 LC网络146

6.3.2 分立元件匹配电路148

6.4 滤波器151

6.4.1 经典LC滤波器设计152

6.4.2 巴特沃尔斯滤波器153

6.5 传输线滤波器159

6.5.1 边缘耦合线滤波器159

6.5.2 发夹线滤波器164

6.5.3 阶梯阻抗滤波器164

6.5.4 寄生腔体谐振165

6.5.5 波导滤波器166

6.6 环形器167

6.7 功分器169

6.7.1 威尔金森功分器169

6.7.2 不等分功分器170

6.8 分支线耦合器172

6.8.1 常规3dB耦合器172

6.8.2 不等分分支线耦合器174

6.9 鼠环耦合器175

6.10 定向耦合器176

6.11 平衡-不平衡电路178

6.12 电子电路179

6.12.1 混频器181

6.12.2 放大器和振荡器183

6.13 射频设计软件184

6.13.1 射频电路仿真器184

6.13.2 三维电磁仿真器184

6.14 习题187

参考文献188

扩展阅读189

第7章 天线190

7.1 基本参数190

7.1.1 近场和远场190

7.1.2 各向同性辐射器192

7.1.3 辐射模式及其相关参数192

7.1.4 阻抗匹配和带宽196

7.2 天线的标准类型197

7.3 赫兹偶极子的数学处理199

7.4 线天线202

7.4.1 半波偶极子202

7.4.2 单极子205

7.4.3 减天线高度的概念205

7.5 平面天线206

7.5.1 矩形贴片天线207

7.5.2 圆极化贴片天线211

7.5.3 平面偶极子和倒F天线213

7.6 天线阵列214

7.6.1 单元件辐射模式和阵列因子214

7.6.2 相控阵天线217

7.6.3 波束形成221

7.7 现代天线概念222

7.8 习题223

参考文献223

拓展阅读224

第8章 无线电波的传播225

8.1 传播机理225

8.1.1 反射和折射225

8.1.2 吸收226

8.1.3 衍射226

8.1.4 散射227

8.1.5 多普勒效应228

8.2 基本的传播模型230

8.2.1 自由空间的损耗230

8.2.2 空气的衰减232

8.2.3 平面地球损耗233

8.2.4 点对点无线链路235

8.2.5 分层介质237

8.3 路径损耗模型238

8.3.1 多径环境239

8.3.2 杂波因子模型240

8.3.3 奥村-哈塔（Okumara-Hata）模型241

8.3.4 物理模型和数值方法242

8.4 习题244

参考文献244

拓展阅读244

附录A245

A.1 坐标系245

A.1.1 笛卡儿坐标系245

A.1.2 圆柱坐标系246

A.1.3 球坐标系247

A.2 对数描述248

A.2.1 无量纲的量248

A.2.2 相对和绝对比248

A.2.3 链路预算249

附录B 术语中英对照表250