微波五讲 pdf epub mobi txt 电子书 下载 在线阅读 2026

好的，以下是一份关于一本名为《电磁场与微波技术基础》的图书的详细简介，内容完全围绕该书展开，旨在提供一个详实、专业的视角，且不包含《微波五讲》中的任何特定内容。 --- 电磁场与微波技术基础 作者： [此处可填写虚构的作者名，例如：李明 教授 / 王芳 博士] 出版社： [此处可填写虚构的出版社名，例如：高等教育技术出版社] 版次： 第一版 字数： 约 75 万字 开本： 16 开 内容概述 《电磁场与微波技术基础》是一部全面、深入且系统阐述经典电磁场理论与现代微波工程基础原理的理工科教材与参考书。本书旨在为电子信息工程、通信工程、射频与微波技术、仪器科学与技术等相关专业的高年级本科生和研究生提供坚实的理论基础，同时也为从事相关领域的工程师和科研人员提供一本权威且实用的参考手册。 全书以麦克斯韦方程组为核心理论基石，逐步过渡到波的传播、传输线理论、谐振腔、导引波结构，并最终延伸至现代微波系统的基本组成和设计理念。本书强调数学推导的严谨性、物理概念的清晰性以及工程应用的贴切性。 详细章节结构与核心内容 本书共分为 七大部分，二十个章节，结构紧凑，逻辑递进清晰。 第一部分：电磁场理论的数学基础与麦克斯韦方程组 本部分是全书的理论起点，为后续所有微波理论奠定不可或缺的数学与物理框架。 第一章：矢量分析与场论基础 详细回顾了电磁场分析中必需的矢量微积分工具，包括梯度、散度、旋度及其在直角坐标系、柱坐标系和球坐标系下的表示。重点阐述了高斯定理、斯托克斯定理在物理学中的意义。 第二章：静电场分析 深入探讨库仑定律、电荷密度、电场强度。核心内容聚焦于泊松方程和拉普拉斯方程的求解，包括在不同边界条件下的特解与通解。对电介质材料的极化现象、界面处的边界条件进行了详尽的分析。 第三章：静磁场分析 基于毕奥-萨伐尔定律和安培环路定律，分析稳恒电流产生的磁场。引入磁矢量磁位这一重要概念，推导并求解了相应的泊松方程。详细讨论了磁性材料（顺磁、抗磁、铁磁）的磁化强度及其对磁场的贡献。 第四章：时变场与麦克斯韦方程组 本章是连接静场与动态场的关键。引入法拉第电磁感应定律和麦克斯韦-安培定律，推导出完整的麦克斯韦方程组（微分形式和积分形式）。重点讨论了位移电流的概念及其物理意义，并推导出场的连续性方程，确保电荷守恒。 第二部分：平面电磁波的传播与性质 本部分将理论推导应用于最基本的电磁波模型——无限大空间中的平面波。 第五章：无损均匀介质中的平面波 基于麦克斯韦方程组，推导出均匀、无损介质中的亥姆霍兹方程。求解该方程，得到平面波的相速、波长、波数和传播常数。详细分析了平面波的特性阻抗、坡印廷矢量（能量流密度）以及波的极化特性（线性、圆周、椭圆偏振）。 第六章：有损耗介质中的平面波与趋肤效应 分析电导率不为零的介质中的电磁波衰减规律，引入复传播常数，精确计算波的衰减常数和相位常数。重点分析了导体中的电磁波传播，推导并计算了趋肤深度（Skin Depth），这是高频工程设计的基础参数。 第三部分：边界条件与波的反射、折射 本部分处理电磁波在不同介质界面上的相互作用，是设计天线、滤波器和耦合器的核心理论。 第七章：电磁场的边界条件 系统总结了电场强度 ($mathbf{E}$)、电位移 ($mathbf{D}$)、磁场强度 ($mathbf{H}$)、磁感应强度 ($mathbf{B}$) 在理想导体、理想介质和实际介质界面上的六组完整边界条件。 第八章：平面波的反射与折射 应用边界条件分析平面波在平面界面上的斜入射和垂直入射问题。详细推导并应用菲涅耳公式（Fresnel’s Equations），计算反射系数和透射系数，并深入探讨了全反射现象（布儒斯特角和临界角）。 第四部分：导引波结构与传输线理论 本部分将理论应用于实际的导引结构，是微波工程技术的基础。 第九章：传输线理论基础 从集总元件模型（Lumped-Element Model）出发，建立传输线的电压和电流的分布方程。推导特征阻抗、传播常数和输入阻抗的表达式。分析了无损耗、低损耗传输线上的能量传输特性。 第十章：史密斯圆图（Smith Chart）及其应用 史密斯圆图作为微波工程中最核心的图解工具，本书提供了其数学推导和构造原理。详细演示了如何利用圆图进行阻抗匹配、反射系数、电压驻波比（VSWR）的快速求解与图形化处理。 第十一章：矩形波导 从亥姆霍兹方程在矩形边界下的分离变量法求解出发，推导了TE模和TM模的截止频率和场分布。深入分析了主模（$TE_{10}$ 模）的特性、波导的特性阻抗以及波导的色散特性。 第十二章：圆波导与模态选择 分析圆波导中的电磁波传播特性，重点讨论了 $TE_{11}$ 模和 $TM_{01}$ 模，以及在实际应用中抑制高阶模的方法。 第五部分：谐振结构与耦合理论 本部分关注能量的储存和选择性，是设计滤波器和振荡器的关键。 第十三章：谐振腔基础 将波导理论推广到封闭结构，分析矩形和圆柱形谐振腔的本征模态和品质因数 ($Q$ 值)。讨论谐振腔在频率选择性网络中的应用。 第十四章：电路理论在微波频段的延伸 讨论集总元件（L, C）在微波频率下的寄生效应，以及如何利用集肤效应分析导体损耗。引入 $ ext{ABCD}$ 矩阵（链参数矩阵）描述多端口网络，为级联网络分析奠定基础。 第十五章：散射参数（S参数） 系统介绍 $S$ 参数的定义、物理意义及其与 $Z, Y, H$ 参数的相互转换关系。重点阐述 $S$ 参数在线测量和网络分析仪中的实际应用。 第六部分：微波网络元件 本部分聚焦于构成微波电路的经典无源元件的设计原理。 第十六章：无源网络元件 详细分析了微波变压器、流线（Stubs）匹配网络（单端、双端）、耦合线结构的设计与分析。讨论了功率分配器和混合耦合器的原理与实现。 第十七章：微波滤波器 从低通原型（Butterworth, Chebyshev）出发，介绍滤波器的综合设计流程。详细阐述了低通到带通转化的频率变换过程，并讨论了实现中使用的微带线和集总元件结构。 第七部分：辐射基础与器件综述 本部分对电磁理论的应用进行初步拓展，触及天线和半导体器件。 第十八章：电磁辐射基础 从小振子的辐射场出发，推导了辐射场的远场近似表达式。引入辐射强度、辐射方向图、最大增益和有效面积等核心天线概念。 第十九章：互易性与接收天线 基于互易原理，分析天线的接收性能，包括有效面积与最大接收功率的关系。 第二十章：半导体器件在微波频段的工作原理 对作为微波电路核心的有源器件（如二极管、晶体管）在微波频率下的等效电路模型进行了概述，强调了高频特性对器件选择和电路设计的影响。 本书的特点 1. 理论的深度与广度兼备： 保证了对麦克斯韦方程组从数学到物理的完整推导，同时覆盖了从基础传输线到高级网络参数分析的全部工程知识体系。 2. 工程化视角： 史密斯圆图和 $S$ 参数的引入，确保了理论与实际测试和设计紧密结合。 3. 清晰的结构： 内容按照从场论 $ o$ 波传播 $ o$ 导引结构 $ o$ 网络分析 $ o$ 器件应用 的逻辑主线展开，便于学习者循序渐进。 4. 丰富的例题与习题： 每章后配备了大量结合实际工程背景的计算题和概念解析题，帮助读者检验和巩固知识点。 《电磁场与微波技术基础》是构建现代信息技术领域专业知识体系的必备参考书。