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| 內容簡介： |
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本书对无线通信领域涉及的射频与微波工程做了基础性和实用性的介绍，通过强调传输线、电路与器件和电波传播的物理本质来揭示广泛的射频微波主题。主要内容包括电磁波、传输线、无源电路、天线以及电波传播等。本书不仅涵盖了广泛的射频微波概念，而且还列举了大量与工程实践紧密相关的课题。作者将业界广泛使用的射频与微波设计工具，如电路仿真器、电磁仿真器和计算机可视化的史密斯圆图应用于各种电路器件的分析与设计，以阐明在射频微波工程实践中如何利用这些工具和方法来卓有成效地处理和解决各种难题。
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| 關於作者： |
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Gustrau 博士1967年生于德国Bochum，分别于1993年和1997年获得德国Ruhr-Bochum大学电气工程专业硕士和博士学位。1993年至1997年，任Ruhr-Bochum大学高频技术研究所研究助理。1997年至2003年，任德国Kamp-Lintfort IMST 公司高级研究工程师。自2003年以来，任德国多特蒙德大学应用科学与艺术学院的教授。Gustrau教授已经独著和合著多部涉及射频工程和电磁兼容领域的学术专著和教材。
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| 目錄：
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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**比248
A.2.3 链路预算249
附录B 术语中英对照表250
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| 內容試閱：
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本书的目的主要是让学生对射频和微波工程的基本原理以及无线通信的物理特性有一个基本而又实用的理解。
近年来，无线技术已经引起了日益的关注，特别是在通信领域（例如数据网络、移动电话）、射频识别（RFID）、导航（GPS）及探测（雷达）方面。自此以后，无线电应用一直在使用相对高的载波频率，这将有利于更好地使用电磁频谱和允许设计更多有效的天线。基于低成本的制造工艺和现代计算机辅助设计工具，未来新的应用领域将使用更宽的带宽。
如果我们来看一下今天的电路技术，会发现高数据率的高速数字电路到达了射频范围。结果是，数字电路设计师面临新的设计挑战：传输线需要更加精细的处理，相邻元件之间的寄生耦合变得越来越明显，谐振结构表现出意想不到的电磁辐射，而分布式结构可能会提供比经典集总元件更好的优点。因此，数字技术会迈向使用射频概念的方向发展，如使用诸如传输线理论和基于电磁场的设计方法。
在今天的很多技术产品中，各种无线电应用和高数据率通信系统随处可见，比如，曾经一度认为是仅仅与机械相关的汽车行业。因此，射频技术的基本原理在今天不再只是一个独立的领域，而是提供了诸如电气工程、信息和通信技术以及机电与汽车工程等各种领域的基础。
射频与微波领域覆盖了很宽范围的主题，当然，整个内容超出了本书所关注为基础课题的范畴。与经典电气工程相比，高频技术的显著特征是其结构尺寸相对于波长而言不再是小得可以忽略不计，其结果是电波传播过程导致典型的高频现象：反射、谐振和辐射。因此，本书关注的中心是电波传播及其描述、它的影响和在无源电路与天线结构中的应用。
本书将不涉及有源电子元件，像晶体管和高频电路的整个频谱，如放大器、混频器以及振荡器的设计。为了详细处理这类问题，需要电子电路设计理论和半导体物理的基础知识，这些主题都将超过本书的范围。
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