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射頻與微波工程：無線通信基礎 ( 簡體 字) |
| 作者：陳會 | 類別：1. -> 電子工程 -> 電子電氣 |
| 譯者： |
| 出版社：電子工業出版社 |  3dWoo書號： 42442
詢問書籍請說出此書號！【缺書】
NT售價： 340 元 |
| 出版日：9/1/2015 |
| 頁數：284 |
| 光碟數：0 |
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站長推薦：   |
| 印刷：黑白印刷 | 語系： ( 簡體 版 ) |
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| ISBN：9787121269882 |
| 作者序 | 譯者序 | 前言 | 內容簡介 | 目錄 | 序 |
| (簡體書上所述之下載連結耗時費功, 恕不適用在台灣, 若讀者需要請自行嘗試, 恕不保證) |
| 作者序： |
| 譯者序： |
前言：代 序
無線技術已經成為人們日常生活不可分割的一部分，無線數字通信、無線網絡融入了每個人的生活，手機上網隨處可見。工業、農業、航空航天領域更是離不開無線技術，雷達、導航、空間探測、遙感技術、射頻識別，乃至地震、地質災害預測等等都離不開無線技術。無線技術的基礎——射頻和微波工程則成為電子工程、通信工程、網絡工程等專業的一門必修課程，更是該領域工程師們的基本技能。
在無線技術領域為了更好地利用寶貴的電磁頻譜，設計更加有效率的天線，一直使用相對高的載波頻率。毫無疑問，這些頻率范圍占據了射頻到微波頻段。不僅如此，人們會發現現代高速數據的傳輸速率達幾百兆比特/秒，甚至更高。這樣高的傳輸速率已經完全跨入了射頻頻率范圍。產生、處理、傳輸這樣的數據的相關電路技術已進入了射頻、微波領域。數字電路設計工程師面臨新的挑戰：數據傳輸需要更加精細的處理，必須考慮傳輸線的時延、失配和傳輸線向外輻射而引起的互相耦合問題；相鄰元件之間的互耦、寄生參數帶來的影響等問題必須納入高速數字電路設計中考慮。因此，現代高速數字電路已經邁入射頻與微波電路領域。
射頻與微波領域覆蓋了很寬范圍的主題，從大的方面分可分為有源電路和無源電路。本書主要討論無源射頻和微波電路，與我國這方面的教材和著作不同，它還包含該領域重要的內容——天線，這是該書鮮明的特點。本書的另一特點是：基本概念非常清晰，而且從與以往不同的方面去闡述，有些提法非常新穎而且有趣，可以從煩瑣的MAXWELL方程中解脫出來。即使長期從事該領域的老技術人員讀起本書來也會耳目一新，對人有所啟發。
張玉興教授和陳會副教授長期從事射頻、微波電路的教學與科研工作，在無線電接收和發射系統、固態功率放大器、高線性大動態接收機、功率放大器線性化技術、高穩定頻率源等領域有所建樹。張玉興教授在2000年成立成都賽英科技有限公司，經過十幾年的努力，成為上述幾個領域集科研與生產為一體的機構。張玉興教授在2013年由電子工業出版社出版了一部著作《射頻與微波晶體管功率放大器工程》，并且有幸成為成都寶通天宇電子科技有限公司的顧問，因為該公司主要從事射頻與微波晶體管功率放大器的科研開發和生產。特別要提到的是，該公司研發的UHF和S波段的前饋功率放大器已批量生產，裝備有關單位，其指標達到了國際同類產品的先進水平。
本書由電子科技大學副教授陳會博士翻譯，張玉興教授審校。本書能夠順利出版，除了得到了電子工業出版社劉海艷編輯的大力幫助外，還得到了成都賽英科技有限公司和成都寶通天宇電子科技有限公司的資助。此書的出版對無線技術領域做出了無私的貢獻，在此對譯者和電子工業出版社表示衷心的感謝。
成都賽英科技有限公司總經理 易增輝
成都寶通天宇電子科技有限公司總經理 王文林
前 言
本書的目的主要是讓學生對射頻和微波工程的基本原理以及無線通信的物理特性有一個基本而又實用的理解。
近年來，無線技術已經引起了日益的關注，特別是在通信領域（例如數據網絡、移動電話）、射頻識別（RFID）、導航（GPS）及探測（雷達）方面。自此以后，無線電應用一直在使用相對高的載波頻率，這將有利于更好地使用電磁頻譜和允許設計更多有效的天線。基于低成本的制造工藝和現代計算機輔助設計工具，未來新的應用領域將使用更寬的帶寬。
如果我們來看一下今天的電路技術，會發現高數據率的高速數字電路到達了射頻范圍。結果是，數字電路設計師面臨新的設計挑戰：傳輸線需要更加精細的處理，相鄰元件之間的寄生耦合變得越來越明顯，諧振結構表現出意想不到的電磁輻射，而分布式結構可能會提供比經典集總元件更好的優點。因此，數字技術會邁向使用射頻概念的方向發展，如使用諸如傳輸線理論和基于電磁場的設計方法。
在今天的很多技術產品中，各種無線電應用和高數據率通信系統隨處可見，比如，曾經一度認為是僅僅與機械相關的汽車行業。因此，射頻技術的基本原理在今天不再只是一個獨立的領域，而是提供了諸如電氣工程、信息和通信技術以及機電與汽車工程等各種領域的基礎。
射頻與微波領域覆蓋了很寬范圍的主題，當然，整個內容超出了本書所關注為基礎課題的范疇。與經典電氣工程相比，高頻技術的顯著特征是其結構尺寸相對于波長而言不再是小得可以忽略不計，其結果是電波傳播過程導致典型的高頻現象：反射、諧振和輻射。因此，本書關注的中心是電波傳播及其描述、它的影響和在無源電路與天線結構中的應用。
本書將不涉及有源電子元件，像晶體管和高頻電路的整個頻譜，如放大器、混頻器以及振蕩器的設計。為了詳細處理這類問題，需要電子電路設計理論和半導體物理的基礎知識，這些主題都將超過本書的范圍。
如果我們今天來看一下概念化的射頻元件和天線，將會清晰地發現：用于電子設計自動化（EDA）的軟件工具已經變成了整個設計過程的基本部分。因此，各種設計實例綜合使用了電路仿真器和電磁仿真器兩種軟件。本書使用了如下軟件工具：
安捷倫公司的ADS（先進的設計系統）軟件；
IMST GmbH公司的Empire軟件；
安捷倫公司的EMPro軟件。
由于這些軟件產品的市場一直在變化，因此，強力推薦讀者根據自身情況找到最適合自己的產品開始研究。
在每章之后有習題以便加深讀者對于本章內容的理解，習題答案可以在如下網站找到：
http://www.fh-dortmund.de/gustrau_rf_textbook
最后，我滿懷感激之情：感謝我的同事和學生對于本書的出版所提供的有益建議或在課堂上的有益討論。同時，感謝我的家人對完成本書的一貫支持。
Frank Gustrau
德國 多特蒙德 |
內容簡介：本書對無線通信領域涉及的射頻與微波工程做了基礎性和實用性的介紹，通過強調傳輸線、電路與器件和電波傳播的物理本質來揭示廣泛的射頻/微波主題。主要內容包括電磁波、傳輸線、無源電路、天線以及電波傳播等。本書不僅涵蓋了廣泛的射頻微波概念，而且還列舉了大量與工程實踐緊密相關的課題。作者將業界廣泛使用的射頻與微波設計工具，如電路仿真器、電磁仿真器和計算機可視化的史密斯圓圖應用于各種電路/器件的分析與設計，以闡明在射頻/微波工程實踐中如何利用這些工具和方法來卓有成效地處理和解決各種難題。 |
目錄：第1章 引言 1
1.1 射頻與微波的應用 1
1.2 頻段 2
1.3 高頻中的物理現象 4
1.3.1 電短傳輸線 4
1.3.2 大于十分之一波長的傳輸線 5
1.3.3 輻射與天線 6
1.4 后續章節概述 7
參考文獻 8
第2章 電磁場與波 9
2.1 電場和磁場 9
2.1.1 靜電場 9
2.1.2 穩態電流和磁場 14
2.1.3 差分矢量算子 18
2.2 麥克斯韋方程 18
2.2.1 時域差分形式 19
2.2.2 時諧相關的差分形式 20
2.2.3 積分形式 21
2.2.4 要素關系和材料特性 22
2.2.5 邊界條件 24
2.3 電磁問題的分類 25
2.3.1 靜態場 25
2.3.2 準靜態場 26
2.3.3 耦合電磁場 26
2.4 趨膚效應 27
2.5 電磁波 29
2.5.1 波動方程與平面波 29
2.5.2 波的極化 33
2.5.3 反射和折射 34
2.5.4 球面波 39
2.6 小結 40
2.7 習題 41
參考文獻 42
拓展閱讀 42
第3章 傳輸線理論及其瞬態信號 43
3.1 傳輸線理論 43
3.1.1 傳輸線的等效電路 43
3.1.2 電報方程 44
3.1.3 傳輸線上的電壓和電流波 46
3.1.4 終端加載的傳輸線 48
3.1.5 輸入阻抗 50
3.1.6 無損傳輸線 51
3.1.7 低損傳輸線 53
3.1.8 不同終端的傳輸線 54
3.1.9 無損傳輸線的阻抗變換 60
3.1.10 反射系數 61
3.1.11 史密斯圓圖 63
3.2 傳輸線上的瞬態信號 67
3.2.1 階躍函數 67
3.2.2 矩形函數 74
3.3 眼圖 75
3.4 小結 77
3.5 習題 77
參考文獻 78
拓展閱讀 78
第4章 傳輸線與波導 79
4.1 概述 79
4.2 同軸線 81
4.2.1 特殊的電感和特征阻抗 81
4.2.2 低損傳輸線的衰減 83
4.2.3 頻率范圍 85
4.2.4 應用領域 86
4.3 微帶線 87
4.3.1 特征阻抗和有效介電常數 87
4.3.2 色散與頻率范圍 89
4.3.3 應用領域 90
4.4 帶狀線 90
4.4.1 特征阻抗 91
4.4.2 頻率范圍 91
4.5 共面線 92
4.5.1 特征阻抗和有效介電常數 93
4.5.2 地平面上的共面波導 93
4.5.3 共面波導和空氣橋 94
4.5.4 頻率范圍 95
4.5.5 應用領域 95
4.6 矩形波導 96
4.6.1 電邊壁之間的電磁波 96
4.6.2 主模（TE10） 98
4.6.3 高階模 102
4.6.4 應用領域 102
4.6.5 波導模式的激勵 103
4.6.6 腔體諧振 103
4.7 圓波導 105
4.8 雙導體傳輸線 108
4.8.1 特征阻抗 108
4.8.2 應用領域 109
4.9 三導體傳輸線 109
4.9.1 奇偶模 109
4.9.2 特征阻抗和傳播常數 111
4.9.3 奇偶模的傳輸線終端 113
4.10 習題 113
參考文獻 114
第5章 散射參數 115
5.1 多端口網絡描述 115
5.2 歸一化功率波 116
5.3 散射參數與功率 118
5.4 網絡特性的S參數描述 120
5.4.1 匹配 120
5.4.2 復共軛匹配 121
5.4.3 互易性 122
5.4.4 對稱性 123
5.4.5 無源和無損電路 123
5.4.6 單向電路 124
5.4.7 三口網絡的特征 124
5.5 S參數的計算 124
5.5.1 反射系數 124
5.5.2 傳輸系數 125
5.5.3 去歸一化 127
5.6 信號流方法 128
5.6.1 單口網絡/負載終端 129
5.6.2 源 130
5.6.3 雙口網絡 130
5.6.4 三口網絡 130
5.6.5 四口網絡 131
5.7 S參數的測量 133
5.8 習題 136
參考文獻 137
擴展閱讀 138
第6章 射頻元件與電路 139
6.1 集總無源元件的等效電路 139
6.1.1 電阻器 139
6.1.2 電容器 141
6.1.3 電感器 141
6.2 傳輸線諧振器 143
6.2.1 半波諧振器 143
6.2.2 四分之一波長諧振器 145
6.3 阻抗匹配 146
6.3.1 LC網絡 146
6.3.2 分立元件匹配電路 148
6.4 濾波器 151
6.4.1 經典LC濾波器設計 152
6.4.2 巴特沃爾斯濾波器 153
6.5 傳輸線濾波器 159
6.5.1 邊緣耦合線濾波器 159
6.5.2 發夾線濾波器 164
6.5.3 階梯阻抗濾波器 164
6.5.4 寄生腔體諧振 165
6.5.5 波導濾波器 166
6.6 環形器 167
6.7 功分器 169
6.7.1 威爾金森功分器 169
6.7.2 不等分功分器 170
6.8 分支線耦合器 172
6.8.1 常規3dB耦合器 172
6.8.2 不等分分支線耦合器 174
6.9 鼠環耦合器 175
6.10 定向耦合器 176
6.11 平衡-不平衡電路 178
6.12 電子電路 179
6.12.1 混頻器 181
6.12.2 放大器和振蕩器 183
6.13 射頻設計軟件 184
6.13.1 射頻電路仿真器 184
6.13.2 三維電磁仿真器 184
6.14 習題 187
參考文獻 188
擴展閱讀 189
第7章 天線 190
7.1 基本參數 190
7.1.1 近場和遠場 190
7.1.2 各向同性輻射器 192
7.1.3 輻射模式及其相關參數 192
7.1.4 阻抗匹配和帶寬 196
7.2 天線的標準類型 197
7.3 赫茲偶極子的數學處理 199
7.4 線天線 202
7.4.1 半波偶極子 202
7.4.2 單極子 205
7.4.3 減天線高度的概念 205
7.5 平面天線 206
7.5.1 矩形貼片天線 207
7.5.2 圓極化貼片天線 211
7.5.3 平面偶極子和倒F天線 213
7.6 天線陣列 214
7.6.1 單元件輻射模式和陣列因子 214
7.6.2 相控陣天線 217
7.6.3 波束形成 221
7.7 現代天線概念 222
7.8 習題 223
參考文獻 223
拓展閱讀 224
第8章 無線電波的傳播 225
8.1 傳播機理 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 多普勒效應 228
8.2 基本的傳播模型 230
8.2.1 自由空間的損耗 230
8.2.2 空氣的衰減 232
8.2.3 平面地球損耗 233
8.2.4 點對點無線鏈路 235
8.2.5 分層介質 237
8.3 路徑損耗模型 238
8.3.1 多徑環境 239
8.3.2 雜波因子模型 240
8.3.3 奧村-哈塔（Okumara-Hata）模型 241
8.3.4 物理模型和數值方法 242
8.4 習題 244
參考文獻 244
拓展閱讀 244
附錄A 245
A.1 坐標系 245
A.1.1 笛卡兒坐標系 245
A.1.2 圓柱坐標系 246
A.1.3 球坐標系 247
A.2 對數描述 248
A.2.1 無量綱的量 248
A.2.2 相對和絕對比 248
A.2.3 鏈路預算 249
附錄B 術語中英對照表 250 |
| 序： |
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