●第1章 電磁理論1
1.1 微波工程簡介1
1.1.1 微波工程應用1
1.1.2 微波工程簡史3
1.2 麥克斯韋方程4
1.3 媒質中的場和邊界條件8
1.3.1 一般材料分界面上的場10
1.3.2 介質分界面上的場11
1.3.3 理想導體（電壁）分界面上的場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 無耗媒質中的平面波13
1.4.3 一般有耗媒質中的平面波14
1.4.4 良導體中的平面波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 良導體吸收的功率21
1.7 媒質分界面上的平面波反射22
1.7.1 普通媒質22
1.7.2 無耗媒質23
1.7.3 良導體25
1.7.4 理想導體26
1.7.5 表面阻抗概念26
1.8 斜入射到一個介電界面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35
習題36
第2章 傳輸線理論39
2.1 傳輸線件電路模型39
2.1.1 傳輸線上的波傳播40
2.1.2 無耗傳輸線41
2.2 傳輸線的場分析41
2.2.1 傳輸線參量41
2.2.2 由場分析導出同軸線的電報方程43
2.2.3 無耗同軸線的傳播常數、阻抗和功率流44
2.3 端接負載的無耗傳輸線45
2.3.1 無耗傳輸線的特殊情況47
2.4 Smith圓圖50
2.4.1 組合阻抗-導納的Smith圓圖54
2.4.2 開槽線55
2.5 1/4波長變換器58
2.5.1 阻抗觀點58
2.5.2 多次反射觀點59
2.6 源和負載失配60
2.6.1 負載與線匹配61
2.6.2 源與帶負載的線匹配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 無畸變傳輸線64
2.7.3 端接的有耗傳輸線65
2.7.4 計算衰減的微擾法65
2.7.5 惠勒增量電感定則66
2.8 傳輸線的瞬態效應68
2.8.1 端接負載的傳輸線的脈衝反射特性68
2.8.2 瞬態電路彈跳圖70
參考文獻71
習題71
第3章 傳輸線和波導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 由電介質損耗引起的衰減80
3.2 平行平板波導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86
3.3.1 TE模87
3.3.2 TM模90
3.3.3 部分加載波導的TEm0模94
3.4 圓波導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、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、特征阻抗和衰減的計算公式117
3.8.2 頻率依賴效應和高階模119
3.9 橫向諧振法121
3.9.1 部分加載矩形波導的TE0n模122
3.10 波速和色散122
3.10.1 群速123
3.11 傳輸線和波導小結125
3.11.1 其他類型的傳輸線和波導125
參考文獻128
習題128
第4章 微波網絡分析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 阻抗和導納矩陣137
4.2.1 互易網絡138
4.2.2 無耗網絡139
4.3 散射矩陣140
4.3.1 互易網絡與無耗網絡143
4.3.2 參考平面的移動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 與阻抗矩陣的關繫151
4.4.2 二端口網絡的等效電路151
4.5 信號流圖153
4.5.1 信號流圖的分解154
4.5.2 TRL網絡分析儀校正的應用156
4.6 不連續性和模分析160
4.6.1 矩形波導中H平面階梯的模分析162
4.7 波導的激勵——電流和磁流166
4.7.1 隻激勵一個波導模的電流片166
4.7.2 任意電流源或磁流源的模激勵167
4.8 波導激勵——小孔耦合170
4.8.1 通過橫向波導壁上的小孔耦合172
4.8.2 通過波導寬壁上的小孔耦合174
參考文獻175
習題175
第5章 阻抗匹配和調諧181
5.1 件匹配（L網絡）181
5.1.1 解析解法182
5.1.2 Smith圓圖解法183
5.2 單短截線調諧186
5.2.1 並聯短截線187
5.2.2 串聯短截線189
5.3 雙短截線調諧192
5.3.1 Smith圓圖解法193
5.3.2 解析解法195
5.4 1/4波長變換器196
5.5 小反射理論199
5.5.1 單節變換器199
5.5.2 多節變換器200
5.6 二項式多節匹配變換器201
5.7 切比雪夫多節匹配變換器204
5.7.1 切比雪夫多項式204
5.7.2 切比雪夫變換器的設計206
5.8 漸變傳輸線208
5.8.1 指數漸變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215
習題215
第6章 微波諧振器217
6.1 串聯和並聯諧振電路217
6.1.1 串聯諧振電路217
6.1.2 並聯諧振電路219
6.1.3 有載Q和無載Q221
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 開路λ/2傳輸線225
6.3 矩形波導腔諧振器226
6.3.1 諧振頻率226
6.3.2 模的無載Q227
6.4 圓波導腔諧振器230
6.4.1 諧振頻率230
6.4.2 模的無載Q232
6.5 介質諧振器234
6.5.1 TE01δ模的諧振頻率234
6.6 諧振器的激勵237
6.6.1 耦合繫數和臨界耦合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 通過二端口測量求無載Q243
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249
習題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 三端口網絡（T形結）253
7.1.2 四端口網絡（定向耦合器）256
7.2 T形結功率功率分配器259
7.2.1 無耗功率分配器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 多孔耦合器的設計270
7.5 正交（90°）混合網絡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 耦合線耦合器的設計280
7.6.3 多節耦合線耦合器的設計284
7.7 Lange耦合器286
7.8 180°混合網絡289
7.8.1 環形混合網絡的偶-奇模分析290
7.8.2 漸變耦合線混合網絡偶-奇模分析294
7.8.3 波導魔T296
7.9 其他耦合器297
參考文獻299
習題300
第8章 微波濾波器304
8.1 周期結構304
8.1.1 無限長周期結構的分析305
8.1.2 有負載的周期結構307
8.1.3 k-β圖和波速308
8.2 采用鏡像參量法設計濾波器310
8.2.1 二端口網絡的鏡像阻抗和傳遞函數310
8.2.2 定k式濾波器節313
8.2.3 m導出式濾波器節314
8.2.4 復合濾波器317
8.3 采用插入損耗法設計濾波器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327
8.4.2 帶通和帶阻變換329
8.5 濾波器的實現332
8.5.1 理查德變換333
8.5.2 科洛達恆等關繫333
8.5.3 阻抗和導納倒相器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計346
8.8 使用耦合諧振器的濾波器351
8.8.1 使用1/4波長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諧振器的帶通濾波器354
8.8.3 使用電容性耦合並聯諧振器的帶通濾波器357
參考文獻360
習題361
第9章 件理論與設計363
9.1 亞鐵磁性材料的基本性質363
9.1.1 磁導率張量363
9.1.2 圓極化場367
9.1.3 損耗效應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 在偏置場方向的傳播（法拉第旋轉）373
9.2.2 垂直於偏置場的波傳播（雙折射）376
9.3 波在鐵氧體加載的矩形波導中的傳播378
9.3.1 有單片鐵氧體的波導的TEm0模378
9.3.2 有兩片對稱鐵氧體的波導的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 回轉器390
9.6 鐵氧體環形器390
9.6.1 失配環形器的特性391
9.6.2 結型環形器392
參考文獻396
習題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 動態範圍和噪聲源399
10.1.2 噪聲功率與等效噪聲溫度400
10.1.3 噪聲溫度的測量402
10.2 噪聲繫數403
10.2.1 噪聲繫數的定義403
10.2.2 級聯繫統的噪聲繫數405
10.2.3 無源二端口網絡的噪聲繫數406
10.2.4 失配有耗傳輸線的噪聲繫數407
10.2.5 失配放大器的噪聲繫數409
10.3 非線性失真410
10.3.1 增益壓縮411
10.3.2 諧波頻率和交調失真411
10.3.3 3階截斷點413
10.3.4 級聯繫統的截斷點414
10.3.5 無源交調415
10.4 動態範圍416
10.4.1 線性和無雜散動態範圍416
參考文獻417
習題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 變容二極管429
11.1.4 其他二極管430
11.1.5 功率合成431
11.2 雙極結型晶體管432
11.2.1 雙極結型晶體管432
11.2.2 異質結雙極晶體管434
11.3 場效應晶體管434
11.3.1 金屬半導體場效應晶體管435
11.3.2 金屬氧化物半導體場效應晶體管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444
習題444
第12章 微波放大器設計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 穩定性451
12.2.1 穩定性圓451
12.2.2 無條件穩定的檢驗453
12.3 單級晶體管放大器設計456
12.3.1 優選增益設計（共軛匹配）456
12.3.2 等增益圓和固定增益的設計460
12.3.3 低噪聲放大器設計464
12.3.4 低噪聲MOSFET放大器467
12.4 寬帶晶體管放大器設計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 晶體管的大信號特性479
12.5.3 A類功率放大器的設計479
參考文獻481
習題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 使用共發射極的雙極結型晶體管的振蕩器486
13.1.3 使用共柵極場效應晶體管的振蕩器487
13.1.4 實際考慮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關繫）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混頻器和吉爾混頻器520
13.5.7 其他混頻器521
參考文獻523
習題524
第14章 微波繫統導論526
14.1 天線的繫統特性526
14.1.1 天線輻射的場和功率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/T534
14.2 無線通信繫統536
14.2.1 Friis公式537
14.2.2 鏈路預算和鏈路裕量538
14.2.3 無線接收機結構540
14.2.4 接收機的噪聲特性542
14.2.5 數字調制和誤碼率544
14.2.6 無線通信繫統546
14.3 雷達繫統550
14.3.1 雷達方程552
14.3.2 脈衝雷達553
14.3.3 多普勒雷達554
14.3.4 雷達散射截面555
14.4 輻射計繫統556
14.4.1 輻射計理論和應用556
14.4.2 全功率輻射計558
14.4.3 迪克輻射計559
14.5 微波傳播560
14.5.1 大氣效應560
14.5.2 地面效應561
14.5.3 等離子體效應562
14.6 其他應用和專題563
14.6.1 微波加熱563
14.6.2 電能傳輸563
14.6.3 生物效應和安全性564
參考文獻565
習題566
附錄A 構成十進制倍數和分數單位的詞頭569
附錄B 向量分析569
B.1 坐標變換569
B.2 向量微分算符570
附錄C 貝塞爾函數571
附錄D 其他數學公式573
D.1 有用的積分573
D.2 泰勒級數573
附錄E 物理常數574
附錄F 某些材料的電導率574
附錄G 一些材料的介電常數和損耗角正切575
附錄H 一些微波鐵氧體材料的特性575
附錄I 標準矩形波導數據576
附錄J 標準同軸線數據577
部分習題答案578
術語表581

本書是微波工程領域的一本優秀教材，其內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、微波網絡分析、阻抗匹配和調諧、微波諧振器、功率分配器和定向耦合器、微波濾波器、件理論與設計、噪聲與非線性失真、有源射頻及微波器件、微波放大器設計、振蕩器和混頻器、微波繫統導論。在基本理論方面，既介紹了經典的電磁場理論，又敘述了現代微波工程中常用的分布電路和網絡分析方法。在微波電路和器件方面，除介紹傳統的線性微波電路及波導器件外，還增加了平件和集成電路的設計、振蕩器的相位噪聲、晶體管功率放大器、非線性效應以及當今微波工程師經常使用的工具，如微波CAD軟件包和網絡分析儀等內容。每章結尾提供了習題，書末提供了部分習題的答案，可供教師選用和學生自測。本書的特點是從基本概念出發，介紹專用電路和器件的設計，以便讀者理解如何應用基本概念得出有用的結果，提高讀者運用理論解決實際問題的能力。等

(美)戴維 M.波扎(David M.Pozar) 著 譚雲華 等 譯