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页数:300

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出版时间:2009-3

价格:28.00元

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isbn号码:9787560622064

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• 电子线路
• 高频电路
• 射频电路
• 模拟电路
• 电路分析
• 电子工程
• 通信工程
• 微波技术
• 滤波器设计
• 放大器设计

《电磁波的奥秘与应用》 一、 探索无形的能量：电磁波的诞生与传播 电磁波，这一我们习以为常却又神秘莫测的存在，是构成现代信息社会基石的关键。它们无处不在，从太阳的光芒到我们手中的手机信号，再到遥远的宇宙深处，电磁波以光速穿梭，传递着能量与信息。本书将带领读者踏上一段深入探索电磁波奥秘的旅程，揭示其诞生、传播与相互作用的本质。 我们的探索始于对电磁波“孕育”过程的理解。从特斯拉线圈产生的闪耀火花，到 Marconi 跨越大西洋的无线电通信，无不展现了电磁波产生的神奇力量。我们将深入探讨麦克斯韦方程组这一物理学的瑰宝，理解电场与磁场如何相互激发、螺旋上升，最终演化为一种独立传播的能量形态。你会了解到，变化的电场会产生磁场，而变化的磁场又会产生电场，这种永无止境的“追逐”便是电磁波得以产生的根本原因。我们将分析不同频率的电磁波，如无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽马射线，它们各自拥有独特的波长和频率，也因此展现出迥异的性质和应用领域。 电磁波的传播同样充满奇妙。它们能够在真空中以恒定的速度传播，无需介质，这是它们能够穿越太空、抵达地球的根本原因。但当电磁波遇到不同的物质时，又会发生一系列令人着迷的现象：反射、折射、衍射、干涉和吸收。我们将详细解析这些现象背后的物理原理。例如，镜子的光滑表面能够将光线几乎完全反射，而水面则会使进入其中的光线发生弯曲，这便是折射的直观体现。当微小的障碍物阻挡了电磁波的传播，你会看到它会“绕过”障碍物继续前进，这就是衍射。而当两束具有相同频率和相位差的电磁波相遇时，它们会相互叠加，形成更强的波峰或更深的波谷，这便是干涉。此外，物质对电磁波的吸收特性也是影响其传播的关键因素，不同的物质对不同频率的电磁波吸收程度各不相同，这也是我们能够利用特定材料制造屏蔽层或探测器的基础。 二、 触摸能量的边界：电磁波的测量与控制 理解了电磁波的产生与传播，我们自然会想到如何去“捕捉”和“操控”这些看不见的能量。本书将深入探讨电磁波的测量技术以及实现其有效控制的手段。 在测量层面，我们将介绍各种用于探测和量化电磁波的仪器设备。从最基础的电压表、电流表，到更专业的示波器、频谱分析仪，再到先进的电磁辐射探测器，我们将解析它们的工作原理，以及如何利用这些工具来准确地测量电磁波的幅度、频率、相位等关键参数。理解这些测量方法，对于分析电磁波的信号特征、评估电磁兼容性、以及进行科学研究都至关重要。 电磁波的控制则是一个更具创造性的领域。我们将探讨如何通过设计特定的电路结构和元器件，来产生、放大、调制、解调和传输电磁波信号。例如，在无线通信系统中，天线的设计直接影响着电磁波的发射效率和方向性。我们将分析不同类型天线的原理，如偶极天线、抛物面天线、相控阵天线等，理解它们如何将电能高效地转化为电磁波能量，或反之亦然。 调制与解调技术是信息传输的核心。我们将深入讲解幅度调制（AM）、频率调制（FM）、相位调制（PM）以及更复杂的数字调制技术（如ASK、FSK、PSK、QAM等）。这些技术如同给电磁波披上了信息的外衣，使其能够携带语音、图像、数据等各类信息。同时，我们也将研究解调器的工作原理，它们是如何从接收到的电磁波信号中“剥离”出原始信息，实现信息的还原。 此外，电磁波的滤波和屏蔽技术也是控制其传播方向和范围的重要手段。我们将探讨滤波器如何允许特定频率的电磁波通过，而阻止其他频率的信号，这在信号处理和抗干扰中发挥着至关重要的作用。同时，我们也将分析各种屏蔽材料和结构的原理，了解它们如何阻挡或衰减有害的电磁辐射，保障电子设备的正常运行和人体的健康。 三、 跨越时空的桥梁：电磁波在现代科技中的应用 电磁波的应用已经渗透到现代社会的方方面面，从微观的原子世界到宏观的宇宙探索，无不留下电磁波的身影。本书将着重介绍电磁波在几个关键领域的广泛应用，展现其无与伦比的价值。 通信的脉搏： 无线通信是电磁波最广泛和最具影响力的应用领域之一。从早期的无线电广播、电视，到如今的手机通信（2G、3G、4G、5G），再到Wi-Fi、蓝牙等短距离无线技术，电磁波构成了现代信息传递的无形网络。我们将深入分析不同无线通信标准背后的电磁波技术，理解它们如何实现高速、可靠的数据传输。卫星通信、雷达系统、全球定位系统（GPS）等，也都是依赖电磁波实现远距离探测和定位的典范。 观测的眼睛： 电磁波是人类观测宇宙和理解物质世界的关键窗口。光学望远镜捕捉可见光，揭示遥远星系的奥秘；射电望远镜接收射电波，观测宇宙的黎明；X射线和伽马射线望远镜则能够穿透物质，探测黑洞、超新星等高能天体现象。在地球上，医学影像技术（如X光、CT、MRI）利用不同波段的电磁波，帮助医生诊断疾病。遥感技术则通过分析地球表面反射和发射的电磁波，监测环境变化、勘探资源。 能量的传递与转化： 微波炉利用微波加热食物，这是电磁波能量转化为热能的直观应用。太阳能电池板将太阳光（可见光和近红外光）转化为电能，是清洁能源的重要发展方向。感应加热技术、激光切割和焊接等，都展现了电磁波在工业生产中的重要作用。 科学研究的利器： 在基础科学研究中，电磁波更是不可或缺的工具。粒子加速器利用电磁场加速带电粒子，研究物质的基本构成；核磁共振（NMR）和质谱分析等技术，则利用电磁波与物质的相互作用来分析分子的结构和性质。 安全与国防： 雷达系统在军事侦察、导航和目标跟踪中发挥着关键作用。电子对抗技术则利用电磁波来干扰敌方通信和探测系统。电磁脉冲（EMP）武器虽然极具争议，但也凸显了电磁波在军事领域的潜在影响。 四、 挑战与未来：电磁波技术的无限可能 尽管电磁波技术已经取得了辉煌的成就，但我们仍然面临着诸多挑战，同时也孕育着无限的未来可能性。 频谱资源的争夺： 随着无线通信需求的爆炸式增长，可用频谱资源日益紧张。如何更高效地利用和分配频谱，开发新的频谱利用技术（如认知无线电），是摆在我们面前的重大挑战。 电磁兼容性（EMC）与电磁干扰（EMI）： 在日益密集的电子设备环境中，如何确保设备之间的电磁兼容性，减少电磁干扰，保障系统的稳定运行，变得越来越重要。 电磁污染与健康： 对电磁辐射对人体健康的影响的研究仍在继续，如何在享受电磁波便利的同时，最大程度地降低潜在风险，是需要持续关注的课题。 前沿技术探索： 量子通信利用量子力学原理进行信息传输，有望实现极高的安全性和传输效率。太赫兹（THz）技术，作为电磁波谱中的“真空地带”，在安检、无损检测、生物医学等领域展现出巨大的潜力。 本书旨在为广大科技爱好者、工程师、学生以及对电磁波感兴趣的读者提供一个全面而深入的了解平台。通过对电磁波基本原理的透彻阐释，以及对其丰富应用场景的生动描绘，我们希望能够激发读者对这一神奇领域更深层次的探索热情，共同迎接电磁波技术带来的更加美好的未来。

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坦率地说，作为一本面向进阶读者的教材，这本书在内容的深度上是毋庸置疑的。它对高频电路中的三大“拦路虎”——互耦、寄生参数和噪声，都给予了极其透彻的剖析。特别是关于传输线理论的章节，作者并没有满足于简单的特 性阻抗概念，而是深入探讨了分布电感和分布电容对电路响应的实际影响，甚至提到了诸如电磁兼容性（EMC）的基础考量。我个人认为，这本书的价值远超一般的课堂教学用书，它更像是一本可以常年放在手边、随时可以查阅和回顾的专业参考手册。对于那些希望从“会用”上升到“精通”高频电路设计的人来说，这本书提供的理论深度和工程实践的结合度，是市场上少数能达到这种水准的优秀作品，绝对值得投入时间细细研读。

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这本书的装帧设计真是没得说，拿在手里很有分量感，封面配色沉稳又不失现代感，一看就知道是理工科的专业教材。我特意翻阅了一下目录，内容划分得非常细致，从最基础的半导体器件物理特性讲起，逐步深入到各种放大电路、振荡电路的原理分析和设计实践。尤其让我惊喜的是，它似乎引入了相当多的实际案例分析，不仅仅停留在理论公式的推导上，这对于我们这种动手能力要求较高的专业学生来说，简直是雪中送炭。作者在引言部分强调了理论联系实际的重要性，这一点从章节排布上就能窥见一斑。我注意到其中关于非线性失真校正的那一章，内容似乎比我之前看的几本教材都要深入和系统，提到了不少新的拓扑结构和校正算法，这正是我目前实验课上遇到的瓶颈所在。总之，光从其结构布局和内容的广度来看，这本书无疑是市场上同类教材中的佼佼者，值得花时间去啃透。

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我是一个偏向于电路系统整体设计的工程人员，对我而言，光知道单个器件的工作原理是不够的，更关键的是如何将它们有机的组合起来，形成一个稳定、高效的系统。这本书在这方面的侧重点非常符合我的需求。我特别欣赏它在系统级设计中的论述，例如在设计一个接收机前端时，它不仅详细分析了低噪声放大器（LNA）的噪声系数和增益指标，还深入探讨了混频器级联带来的非线性问题以及如何通过滤波器组进行抑制。书中提供的S参数分析部分也非常详尽，结合了具体的仿真软件操作步骤（虽然我没有完全跟着操作，但其描述的逻辑流程非常清晰），这对于我们进行现代射频电路设计的工程师来说，是非常实用的参考资料。它提供的不仅仅是“是什么”，更是“为什么这么做”和“实际中该如何做”的完整链条。

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这本书的习题设置实在是太“地道”了，一看就是经过实战检验的。我平时学习电子类书籍，最怕的就是那种纯理论的、脱离实际的计算题。但这本书的课后练习，大多是基于实际工程规范或者典型的电路拓扑结构来设计的。比如，有一道题要求根据给定的VHF频段的灵敏度指标，反向推导出所需混频器的IP3点，这种题目就要求读者必须理解灵敏度和非线性指标之间的权衡取舍。而且，书中的图示质量非常高，很多关键波形图、参数曲线图，线条清晰，标注明确，即便是那些复杂的史密斯圆图应用，也处理得井井有条，一眼就能看出关键的匹配点和区域。这对于自学者来说太友好了，省去了我大量时间去猜测作者想表达的电路状态。

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说实话，我刚拿到这本《高频电子线路》的时候，心里是有点打鼓的，毕竟“高频”这两个字听起来就透着一股子晦涩难懂的味道。但是翻开第一章，作者的叙述方式立刻就抓住了我的注意力。他没有直接抛出一堆复杂的傅里叶级数或者斯通斯图，而是先用非常形象的比喻和生活化的例子，来解释电磁波在传输线上的特性，比如水管里的水流速度和压力变化，一下子就把那个抽象的“阻抗匹配”概念给具象化了。阅读过程中，我感觉自己不是在读一本教科书，更像是在听一位经验丰富的工程师在旁边耳提面命。每当遇到复杂的数学推导时，作者总会适当地停下来，用黑体字标出“关键点”或者“设计思路”，帮助读者理清思路，避免陷入公式的泥潭。这种亦师亦友的写作风格，极大地降低了学习曲线的陡峭程度，让我对后续学习充满了信心。

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