宽带平面天线的设计和应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[新加坡] 陈志宁（ZhiNingChen） 著，胡来招 译

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• 天线应用
• 无线通信
• 射频电路
• 电磁场
• 天线理论
• 5G通信

店铺： 文轩网少儿专营店

出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118103748

商品编码：10052520301

丛书名： 国防科技著作精品译丛

开本：16开

出版时间：2015-08-01

页数：223

字数：243000

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《微波电子学导论：原理、分析与设计》 内容梗概： 本书旨在为读者构建一个扎实的微波电子学基础，涵盖了从基础原理到实际应用的全方位知识体系。全书分为五个主要部分，共计十五章，系统地阐述了微波电路、传输线理论、S参数分析、微波滤波器设计、微波放大器设计、微波振荡器设计、微波频率合成技术、微波功率分配与合成、微波衰减器与移相器、微波开关与调制器、微波测量技术、以及微波器件的可靠性与电磁兼容性等核心内容。本书注重理论与实践的结合，通过丰富的实例和分析，帮助读者理解微波技术的精髓，掌握实际设计方法，为进一步深入研究或从事微波工程相关工作奠定坚实基础。 第一部分：微波电路基础与传输线理论（第一章至第三章） 第一章：微波电路基础 本章将读者引入微波电子学的世界，首先介绍微波频段的特点及其在现代科技中的重要作用，如通信、雷达、导航、医疗成像等。随后，详细阐述微波电路的基本概念，区别于低频电路，微波电路的尺寸往往与信号波长相当，因此需要考虑集肤效应、电感效应以及寄生参数等的影响。本章还会介绍微波电路的分析方法，包括集总参数模型和分布参数模型的适用性。同时，会讨论微波电路设计的关键要素，例如阻抗匹配、损耗控制、带宽要求以及稳定性等。我们将初步了解微波功率流的概念，为后续章节中功率分配和传输的理解做好铺垫。最后，本章会简要介绍常用的微波电路元件，为读者建立一个初步的认知框架。 第二章：传输线理论 传输线是微波电路中不可或缺的组成部分，本章将深入探讨传输线的基本原理。首先，会从麦克斯韦方程组出发，推导出传输线的电压和电流沿传播方向的变化规律，介绍特征阻抗、传播常数、衰减常数和相速度等关键参数。我们将详细讲解各种常见的传输线结构，包括两线传输线（如平行双线）、同轴线、微带线、带状线以及波导等，并分析它们各自的传播模式、阻抗特性和损耗来源。本章的核心内容之一是史密斯圆图的应用。我们将详细介绍史密斯圆图的构造原理，并通过大量实例演示如何利用史密斯圆图进行阻抗匹配、计算反射系数和驻波比，以及实现阻抗变换。同时，会介绍不同负载接入传输线时可能出现的各种现象，如开路、短路以及匹配负载等。 第三章：S参数分析 S参数（Scattering Parameters）是描述微波网络行为最重要和最常用的工具之一。本章将详细介绍S参数的定义、物理意义以及其在微波电路分析中的优势。我们将推导S参数与电压、电流、功率等参量之间的关系，并阐述S参数矩阵的性质，如厄米特性、幺模性等。本章的重点在于S参数的测量和应用。我们将介绍常用的S参数测量设备（如网络分析仪）的工作原理，以及如何通过测量获得微波器件的S参数。随后，将详细讲解如何利用S参数来分析微波器件的性能，包括输入/输出反射系数（S11, S22）、传输系数（S21, S12）、增益、隔离度、插入损耗等。此外，还将介绍S参数的级联方法，如何计算多级微波网络的整体S参数，这对于复杂系统的设计至关重要。 第二部分：微波有源器件设计（第四章至第七章） 第四章：微波滤波器设计 滤波器在微波系统中扮演着至关重要的角色，用于选择或抑制特定频率范围的信号。本章将系统地介绍微波滤波器的设计原理和方法。首先，会回顾滤波器的基本类型，如低通、高通、带通和带阻滤波器，以及它们的频率响应特性。随后，我们将深入讲解几种主流的微波滤波器实现技术，包括集总参数滤波器（用于低频端微波）和分布式参数滤波器（如微带线滤波器、脊波导滤波器、耦合线滤波器等）。本章将详细介绍滤波器设计的关键步骤，如规范确定、原型设计（Butterworth, Chebyshev, Cauer等）、阻抗变换以及物理结构实现。我们将讨论不同类型滤波器的优缺点，以及在实际设计中需要考虑的因素，如插入损耗、带外抑制、回波损耗、温度稳定性以及制造公差等。 第五章：微波放大器设计 放大器是微波系统中用于增强信号幅度的核心器件。本章将全面讲解微波放大器的设计理论与实践。我们将从晶体管等有源器件在微波频段的建模开始，介绍其S参数特性和噪声特性。随后，将详细阐述单级和多级放大器的设计原则。重点在于阻抗匹配技术在放大器设计中的应用，包括输入匹配、输出匹配和增益匹配，以及如何通过史密斯圆图来优化匹配网络。本章还将深入探讨放大器的稳定性和增益特性，介绍稳定因子（K因子、B1因子）的概念，以及如何设计匹配网络以实现稳定工作。此外，还会介绍不同类型的微波放大器，如低噪声放大器（LNA）、功率放大器（PA）以及跨阻抗放大器等，并讨论它们各自的设计侧重点和应用场景。 第六章：微波振荡器设计 振荡器是产生固定频率微波信号的器件，在雷达、通信、测试测量等领域不可或缺。本章将深入探讨微波振荡器的设计。首先，介绍振荡器的工作原理，包括负阻振荡器和反馈振荡器。我们将详细分析振荡器的起振条件和稳态条件，以及影响振荡频率稳定性和输出功率的关键因素。本章将重点介绍如何利用有源器件（如场效应管、双极晶体管）和匹配网络来设计振荡器。我们会讨论不同类型的微波振荡器结构，如单晶体管振荡器、Colpitts振荡器、Hartley振荡器以及谐振腔振荡器等。同时，还会涉及振荡器的调频和调幅技术，以及如何优化振荡器的相位噪声和频谱纯度。 第七章：微波频率合成技术 频率合成器能够产生一系列精确且稳定的射频信号，是现代通信设备的核心部件。本章将介绍微波频率合成的基本原理和常用技术。我们将从锁相环（PLL）技术入手，详细阐述PLL的工作原理，包括压控振荡器（VCO）、鉴相器、电荷泵和环路滤波器等组成部分。本章将重点介绍如何利用PLL来实现微波频率的精确合成，包括直接数字合成（DDS）和分数N分频PLL等高级技术。我们将分析不同频率合成方法的优缺点，以及在实际应用中需要考虑的因素，如输出频率范围、分辨率、锁定时间、相位噪声以及功耗等。 第三部分：微波功率管理与信号处理（第八章至第十一章） 第八章：微波功率分配与合成 功率分配器和功率合成器是将信号功率进行分割或合并的关键器件。本章将详细介绍这些器件的设计和应用。我们将从最基本的功率分配器结构开始，如 Wilkinson功率分配器、T型功率分配器和Branch-line功率分配器，分析它们的原理、损耗和性能指标。对于功率合成器，我们将介绍其与功率分配器之间的互补关系。本章的重点在于多路功率分配与合成网络的实现，例如三路、四路等。我们将讨论这些器件在放大器模块中的应用，如功分器和合路器在多管并联放大器中的作用，以提高输出功率和改善匹配性能。同时，也会介绍在雷达系统中，将多个发射通道的功率合成为一股以提高发射功率的应用。 第九章：微波衰减器与移相器 衰减器用于精确控制信号的功率水平，而移相器则用于改变信号的相位。本章将深入探讨这两种器件的设计与应用。我们将介绍不同类型的微波衰减器，包括固定衰减器和可变衰减器。可变衰减器会重点介绍基于PIN二极管、FET或铁氧体材料的实现方式。对于移相器，我们将详细介绍无源移相器（如Branch-line移相器、Lorenz移相器）和有源移相器。有源移相器会侧重于PIN二极管移相器和FET移相器的设计原理。本章还将讨论这些器件在相控阵雷达、信号模拟以及测试系统中的具体应用。 第十章：微波开关与调制器 微波开关用于快速切换信号通路，而调制器则用于将信息加载到载波信号上。本章将介绍微波开关和调制器的基本原理与实现技术。对于微波开关，我们将介绍基于PIN二极管、FET、继电器以及MEMS技术的实现方式，并分析它们的开关速度、损耗、隔离度和线性度等性能指标。在调制器方面，我们将重点介绍幅度调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）在微波频段的实现方法，如基于PIN二极管的幅度调制器，以及基于压控振荡器（VCO）的频率和相位调制器。本章还会提及一些常用的微波调制格式，如QPSK、QAM等，并简要介绍其在通信系统中的作用。 第十一章：微波测量技术 准确的测量是微波电路设计和验证的关键。本章将系统介绍微波测量技术。首先，我们将详细介绍网络分析仪的工作原理，以及如何利用它来测量S参数、增益、插入损耗、回波损耗、阻抗等关键参数。随后，我们将介绍频谱分析仪、功率计、信号发生器等常用的微波测量仪器，并阐述它们各自的测量原理和应用场景。本章还将讨论一些特殊的微波测量技术，如噪声系数测量、非线性测量以及天线参数测量等。最后，会强调测量中的注意事项，如校准、探头选择以及环境因素对测量结果的影响。 第四部分：微波系统集成与应用（第十二章至第十三章） 第十二章：微波系统集成 本章将引导读者从器件层面走向系统层面，探讨微波系统的集成。我们将分析典型的微波系统组成，如通信系统（基站、终端）、雷达系统（发射机、接收机、天线）、电子战系统等。本章的重点在于不同微波模块之间的接口匹配和信号流设计，以及如何将多个器件有机地组织成一个完整的功能单元。我们将讨论系统性能指标的定义与相互影响，例如，放大器的增益和噪声系数如何影响整个接收链路的灵敏度，以及振荡器的相位噪声如何影响通信系统的误码率。此外，还会涉及系统级的设计挑战，如功耗管理、散热设计以及电磁兼容性（EMC）等。 第十三章：微波通信系统应用 本章将结合实际应用，重点介绍微波在通信系统中的角色。我们将深入探讨微波在移动通信（如4G, 5G）、卫星通信、点对点微波通信等领域的应用。针对不同的通信场景，我们将分析其对微波器件性能的要求，例如，5G系统中对高频段、大带宽以及低功耗的要求，以及如何通过毫米波技术来满足这些需求。本章还会讨论微波通信中的关键技术，如多天线技术（MIMO）、波束赋形、信道编码等，并简要介绍相关的微波电路实现。我们将通过实例分析，展示微波技术如何支撑现代信息社会的运行。 第五部分：微波技术进阶与展望（第十四章至第十五章） 第十四章：微波器件的可靠性与电磁兼容性 在任何工程应用中，器件的可靠性和系统的电磁兼容性都是至关重要的。本章将重点关注这些方面。我们将探讨影响微波器件可靠性的因素，如热应力、电应力、老化效应等，并介绍相关的可靠性测试和评估方法。对于电磁兼容性（EMC），我们将讨论微波电路和系统可能产生的电磁干扰（EMI）源，以及如何通过设计和布局来抑制EMI，同时提高系统对外部EMI的抗扰度。本章还将介绍屏蔽、滤波、接地等关键的EMC设计技术，并强调在系统设计早期就应考虑EMC问题的重要性。 第十五章：微波技术发展趋势与前沿 微波技术是一个不断发展的领域。本章将对微波技术的未来发展进行展望。我们将探讨当前的研究热点和前沿技术，例如，新型微波半导体材料（如GaN, Ga2O3）在高性能微波器件中的应用，以及它们如何带来更高的功率、更低的噪声和更宽的带宽。本章还将介绍微波光子学、片上系统（SoC）以及人工智能在微波电路设计和优化中的应用。此外，我们还会讨论未来微波技术可能面临的挑战和机遇，包括在太赫兹频段的应用、量子计算与微波技术的结合，以及对可持续能源和先进制造的支持。 本书内容全面，逻辑清晰，理论与实践并重，旨在为广大读者提供一个深入学习和掌握微波电子学知识的宝贵资源。

评分☆☆☆☆☆

第五段评价： 我是一位对通信技术原理保持着浓厚兴趣的业余爱好者，最近偶然接触到《宽带平面天线的设计和应用》这本书。我并非专业出身，但对各种无线通信设备背后的技术原理充满了好奇。从书名来看，我猜想这本书会像一位引路人，带领我走进宽带平面天线的奇妙世界。我希望它能用相对容易理解的语言，解释什么是“宽带”，什么是“平面天线”，以及为什么它们在现代通信中如此重要。我希望书中能介绍一些常见的宽带平面天线的“样子”，比如像一块电路板一样的天线，以及它们是如何工作的。对于“应用”部分，我最感兴趣的是了解这些天线是如何被用到我们日常接触到的设备中的，比如智能手机、无线路由器、甚至是一些大型的通信基站。我想知道，为什么有些设备需要“宽带”天线，以及这些天线是如何帮助我们实现更快的网络速度和更稳定的信号连接的。如果书中能有一些生动的插图或示意图来帮助理解，那对我这样的初学者来说将是极大的帮助。

评分☆☆☆☆☆

第四段评价： 我是一名资深的天线研发工程师，对《宽带平面天线的设计和应用》这本书的书名感到很有兴趣。在我多年的从业经验中，宽带平面天线一直是技术发展的热点和难点。我预测这本书会从更宏观的角度，梳理宽带平面天线的发展历程，以及当前面临的主要技术瓶颈。我尤其关注书中是否会深入探讨一些高级设计技术，例如采用人工智能或机器学习来优化天线性能，或者在新型材料（如超材料）的应用方面是否有新的突破。对于“应用”部分，我希望书中能够涵盖一些具有挑战性的领域，比如宽带高功率天线的设计，或者在复杂电磁干扰环境下，如何实现稳定可靠的宽带通信。我期待这本书能够提供一些具有前瞻性的见解，以及一些在实际研发中可以借鉴的创新思路和方法。如果书中能包含一些对现有宽带平面天线技术的深度评析，以及对未来发展趋势的预测，那将极具参考价值。

评分☆☆☆☆☆

第三段评价： 我是一名刚刚毕业，正在探索射频微波领域的初级工程师，听说了《宽带平面天线的设计和应用》这本书，觉得它听起来非常契合我目前的学习需求。我初步的理解是，这本书应该会系统地介绍宽带平面天线的理论基础，比如阻抗匹配、带宽扩展技术、以及不同类型的平面天线结构。我非常希望书中能够深入讲解那些能够实现宽带特性的关键设计原理，例如采用多谐振结构、加载技术、或者使用损耗性介质等等。对于“应用”方面，我热切期望书中能够包含一些前沿的应用实例，比如在毫米波频段下，如何设计和实现高效率的宽带平面天线，以及在智能手机、无人机等对天线体积和性能要求极高的设备中，宽带平面天线的实现方式。如果书中能附带一些实用的仿真软件操作指南，或者提供一些经典的参数化设计公式，那对我来说将是无价之宝，能够帮助我尽快上手实际设计工作。

评分☆☆☆☆☆

收到！为您生成了5段不同风格、不同侧重点的图书评价，每段约300字，且均不包含原书内容，以读者口吻写出，力求自然真实，避免AI痕迹。 第一段评价： 作为一名对射频技术充满好奇心的电子爱好者，最近接触到一本名为《宽带平面天线的设计和应用》的书，虽然我尚未深入阅读其中具体内容，但从其书名和作者在行业内的口碑来看，我对其所能提供的知识体系充满了期待。我设想这本书会以一种循序渐进的方式，带领读者从宽带平面天线的基本原理出发，深入到各种设计方法和结构优化，再到实际应用中的挑战与解决方案。我尤其关注书中有没有提到如何处理多频段工作的复杂性，以及如何通过新型材料和制造工艺来提升天线的性能。对于我这样需要为各种项目寻找合适天线解决方案的人来说，了解不同类型宽带平面天线的优势和劣势，以及它们在不同通信系统（如5G、Wi-Fi、IoT）中的部署策略，将是极具价值的。我希望这本书能够提供清晰的理论阐述，同时辅以丰富的案例分析，让我能够理论联系实际，快速掌握核心知识，并能启发我在实际设计中做出更明智的决策。如果书中能包含一些实用的仿真技巧和设计流程，那对我来说将是锦上添花。

评分☆☆☆☆☆

第二段评价： 我最近偶然看到了《宽带平面天线的设计和应用》这本书，虽然我不是天线设计的专业人士，但作为一名需要与天线打交道的系统集成工程师，这本书的名字立刻引起了我的注意。我猜测它会是一本非常实用的参考指南，能够帮助我理解不同种类的宽带平面天线是如何工作的，以及它们在实际工程项目中扮演的角色。我特别希望书中能够详细介绍各种天线结构，例如偶极子、贴片、微带天线等，在宽带设计上的不同侧重点和技术挑战。此外，我关注的重点在于“应用”这一部分，希望书中能涵盖各种典型应用场景，比如移动通信基站、雷达系统、卫星通信、甚至是嵌入式设备的天线设计考量。我想了解不同应用对天线的带宽、增益、方向图、极化方式等有什么具体要求，以及在复杂电磁环境中，如何选择和优化天线以达到最佳性能。如果书中能提供一些关于天线选型、测试和调试的指导性建议，那将大大提高我的工作效率。