本书比较系统和深入地论述了微波技术的基本理论和基本分析方法。主要内容包括电磁场概述、传输线理论、导波与波导、微波网络、无源和有源微波电路、微波天线，微波传播、微波工程子系统等。全书采用场与路相结合的分析方法，以阐明基本概念为主，并给出定量的数学分柝和应用举例。各章之间相互呼应，有机结合，自成系统。
该书适于作为高等院校无线电技术专业本科生的教材，也可供从事微波工程技术的科技人员阅读和参考。
0 绪论
0. 1 微波的范围
0. 2 微波的优点
0. 3 微波的应用
0. 4 本书的结构
0. 5 对读者的建议
1 电磁场概述
1. 1 引言
1. 2 时变电磁场方程组和媒质的本构关系
1. 3 谐变电磁场方程组和媒质的本构关系
1. 4 边界条件
1. 5 坡印亭定理
1. 5. 1 时变场的坡印亭定理
1. 5. 2 谐变场的坡印亭定理
1. 6 惟一性定理
1. 7 等效源和广义电磁场方程组
1. 8 对偶性
1. 9 波动方程
1. 10 矢量位和标量位
1. 11 反作用和互易定理
1. 12 等效原理和镜像定理
1. 12. 1 等效原理
1. 12. 2 镜像定理
习题
2 传输线理论
2. 1 引言
2. 2 传输线波动方程和它的解
2. 2. 1 传输线波动方程
2. 2. 2 波动方程的解
2. 2. 3 相速和波长
2. 3 阻抗与驻波
2. 3. 1 反射系数
2. 3. 2 输入阻抗与输入导纳
2. 3. 3 输入阻抗与输入导纳的另一种表示式
2. 3. 4 传输线的工作状态
2. 3. 5 驻波参量
2. 3. 6 阻抗的周期性和1／4波长倒置性
2. 4 史密斯圆图
2. 4. 1 阻抗圆图
2. 4. 2 导纳圆图
2. 4. 3 阻抗匹配
2. 5 功率衰减与噪声
2. 5. 1 无耗传输线上. 的功率关系
2. 5. 2 有耗传输线
2. 5. 3 负载的噪声功率
2. 5. 4 有耗传输线的噪声温度
2. 6 包含信号源和负载的传输线电路
2. 6. 1 归一化电压与归一化电流
2. 6. 2 简单完整的传输线电路的形式解
2. 6. 3 匹配的基本概念
2. 7 传输线电路中信号的时域分析
2. 7. 1 分布参数高速数字电路的特征参数
2. 7. 2 s域传输线波动方程和它的解
2. 7. 3 简单传输线电路负载端时域信号的形式解
2. 7. 4 负载端时域信号的形式解应用举例
习题
3 导波与波导
3. 1 引言
3. 2 规则金属波导的一般理论
3. 2. 1 直接法求解
3. 2. 2 纵向场分量和横向场分量的关系
3. 2. 3 TE波. TM波和TEM波的特点
3. 2. 4 导波的坡印亭矢量
3. 2. 5 空心金属波导内不存在TEM波
3. 3 矩形金属波导
3. 3. 1 矩形波导的通解
3. 3. 2 矩形波导中的力线图
3. 3. 3 矩形波导的色散方程与k空间
3. 3. 4 矩形波导中导波的相速和群速
3. 3. 5 矩形波导中的传输功率与储能
3. 3. 6 矩形波导的衰减
3. 3. 7 矩形波导的导体壁电流
3. 4 金属圆波导
3. 4. 1 圆波导的通解
3. 4. 2 圆波导中的力线图
3. 4. 3 圆波导的色散方程
3. 5 同轴线与平行双线
3. 5. 1 同轴线中的TEM波
3. 5. 2 同轴线中的TE波和TM波
3. 5. 3 同轴线TEM波的等效电路
3. 5. 4 平行双线
3. 6 传输线理论的推广
3. 6. 1 TE波和TM波的传输线理论
3. 6. 2 多导体传输线电报方程
3. 7 带线和微带线
3. 7. 1 带线
3. 7. 2 微带线
3. 7. 3 均匀介质填充的耦合传输线的奇偶模
3. 7. 4 耦合带线
3. 7. 5 耦合微带线
3. 8 介质波导
3. 8. 1 相位匹配
3. 8. 2 对称薄膜介质波导
3. 9 光纤简介
3. 10 激励耦合
3. 10. 1 源对场的激励准则
3. 10. 2 激励耦合举例
习题
4 微波网络
4. 1 引言
4. 2 微波网络的几个定理
4. 2. 1 微波网络的坡印亭定理
4. 2. 2 微波网络的互易定理
4. 2. 3 微波网络的电抗定理
4. 3 阻抗矩阵和导纳矩阵
4. 3. 1 非归一化阻抗矩阵和导纳矩阵
4. 3. 2 归一化阻抗矩阵和导纳矩阵
4. 3. 3 阻抗矩阵和导纳矩阵的性质
4. 4 散射矩阵
4. 4. 1 散射矩阵和散射参量的意义
4. 4. 2 散射矩阵的性质
4. 4. 3 参考面移动后的散射矩阵
4. 4. 4 散射矩阵与阻抗导纳矩阵的关系
4. 5 二端口网络
4. 5. 1 二端口网络的各种矩阵
4. 5. 2 二端口网络的散射矩阵
4. 5. 3 二端口等效单元电路
4. 5. 4 对称二端口网络的本征值和本征矢
4. 6 网络的连接
4. 6. 1 网络的串联
4. 6. 2 网络的并联
4. 6. 3 网络的串并联
4. 6. 4 网络的并串联
4. 6. 5 网络的级联
4. 7 微波信号通过微波电路的分析方法
4. 7. 1 含n端口网络电路的形式解
4. 7. 2 微波电路的等效电源波定理
4. 7. 3 微波电路的信流图
4. 7. 4 微波信号通过二端口网络
习题
附录 式(4. 7. 25). 式(4. 7. 26)和式(4.7. 29)的推导
5 无源微波电路
5. 1 引言
5. 2 匹配负载
S. 3 波导接头和同轴接头
5. 4 短路器
5. 5 衰减器
5. 5. 1 吸收式矩形波导衰减器
5. 5. 2 截止式衰减器
5. 5. 3 旋转极化式衰减器
5. 6 模式抑制器
5. 7 波导丁形分支
5. 7. 1 E-T和H-T分支
5. 7. 2 无耗互易三端口网络的性质
5. 8 微带线功分器与合成器
5. 9 魔Y
5. 9. 1 从波导双T到魔T
5. 9. 2 魔T的应用
5. 10 定向耦合器的机理. 技术指标和分析方法
5. 10. 1 定向耦合器的简单机理
5. 10. 2 定向耦合器的技术指标
5. 10. 3 对称理想定向耦合器的散射矩阵
5. 10. 4 应用奇偶模理论分析定向耦合器
5. 11 微带线定向耦合器
5. 11. 1 微带耦合线定向耦合器
5. 11. 2 微带分支线定向耦合器
5. 11. 3 变阻的微带分支线定向耦合器
5. 11. 4 微带环形定向耦合器
5. 12 圆极化器
5. 13 旋转对称五端口结
5. 14 六端口结及其应用
5. 15 铁氧体器件
5. 15. 1 铁氧体的张量导磁率
5. 15. 2 铁氧体的标量导磁率
5. 15. 3 矩形波导场移式隔离器
5. 15. 4 矩形波导谐振式隔离器
5. 15. 5 对称Y形环行器
5. 16 谐振腔
5. 16. 1 谐振腔的基本参数
5. 16. 2 矩形腔
5. 16. 3 圆柱腔
5. 16. 4 同轴腔
5. 16. 5 微带谐振腔
5. 16. 6 介质谐振腔
5. 16. 7 谐振腔的激励耦合
5. 16. 8 腔体微扰与谐振频率的变化
5. 17 微波滤波器
5. 17. 1 微波滤波器的工作特性
5. 17. 2 低通原型滤波器
5. 17. 3 频率变换
5. 17. 4 电感与电容的微波实现
5. 17. 5 微波低通滤波器
5. 17. 6 倒置变换器
5. 17. 7 变形低通原型
5. 17. 8 微波带通滤波器
5. 17. 9 微波带阻滤波器
习题
6 有源微波电路
6. 1 引言
6. 2 微波晶体管放大器
6. 2. 1 微波晶体管
6. 2. 2 微波晶体管放大器的增益
6. 2. 3 微波晶体管放大器的稳定性
6. 2. 4 微波晶体管放大器的噪声系数
6. 2. 5 微波低噪声放大器设计
6. 2. 6 微波功率放大器
6. 3 微波混频器
6. 3. 1 肖特基势垒二极管
6. 3. 2 非线性电导混频的机理
6. 3. 3 混频器电路
6. 3. 4 混频器的噪声系数
6. 3. 5 接收机噪声系数
6. 4 微波振荡器
6. 4. 1 微波振荡器的种类与特性
6. 4. 2 微波晶体管振荡器
6. 4. 3 雪崩二极管振荡器
6. 4. 4 体效应二极管振荡器
习题
7 天线
7. 1 引言
7. 2 辐射场
7. 2. 1 电流源和磁流源的矢量位
7. 2. 2 电偶极子辐射场
7. 3 天线的基本参数(一)
7. 3. 1 辐射方向图
7. 3. 2 天线立体角
7. 3. 3 方向性
7. 3. 4 增益
7. 3. 5 天线的极化
7. 3. 6 天线的输入阻抗
7. 4 天线的基本参数(二)
7. 4. 1 天线的互易性
7. 4. 2 极化损失因子
7. 4. 3 天线有效面积
7. 4. 4 天线有效面积与天线方向性的关系
7. 4. 5 天线的噪声温度
7. 5 振子天线
7. 5. 1 对称振子
7. 5. 2 折叠振子
7. 5. 3 对称转换器
7. 6 阵列天线
7. 6. 1 二元阵
7. 6. 2 N元线阵
7. 6. 3 自阻抗与互阻抗
7. 7 口面天线
7. 7. 1 口面天线辐射场的计算方法
7. 7. 2 口面天线辐射场计算举例
7. 8 抛物面天线
7. 8. 1 旋转抛物面天线
7. 8. 2 卡塞格伦天线
习题
8 电波传播
8. 1 引言
8. 2 地球及其近地空间
8. 3 电波传播的各种方式
8. 4 自由空间传输损失
8. 5 对流层对微波传播的影响
8. 5. 1 对流层的参数和标准大气
8. 5. 2 对流层对微波的折射
8. 5. 3 大气对微波的衰减
8. 5. 4 降水的退极化效应
8. 6 电波传播的菲涅耳区
8. 6. 1 惠更斯-菲涅耳原理
8. 6. 2 自由空间的菲涅耳区
8. 7 地面对微波传播的影响
8. 7. 1 视线距离
8. 7. 2 平地面的菲涅耳区
8. 7. 3 地面的反射和散射
8. 7. 4 考虑地面影响的路径损失
8. 8 电离层中的电波传播
9 微波工程系统
9. 1 引言
9. 2 卫星通信的微波子系统
9. 2. 1 卫星通信微波子系统框图
9. 2. 2 卫星通信线路增益损耗图
9. 2. 3 卫星通信信噪比
9. 2. 4 卫星天线
9. 2. 5 地球站天线系统
习题
附录
附录I 物理常数
附录II 矢量微分算子
II. 1 直角坐标
II. 2 圆柱坐标
II. 3 球坐标
附录III 矢量恒等式
III. 1 加法和乘法
III. 2 微分
III. 3 积分
附录IV 常用同轴射频电缆
附录V 矩形与扁矩形波导
附录VI 半导体材料
VI. 1 能带论和晶体
VI. 2 费米能级
VI. 3 本征半导体和掺杂半导体
VI. 4 漂移电流
参考文献
无线电波谱是一种资源， 微波在其中占有十分重要的地位， 其频谱比较宽， 可以穿透对流层和电离层， 因而许多电子信息系统都采用微波作为载频。 微波在国民经济和国防建设中发挥着不可替代的作用。 近二三十年来， 微波的服务领域不断扩大， 新器件。 新技术， 特别是新系统的不断出现， 进一步推动了微波工程技术的发展。 微波技术和微波工程是电子信息系统中不可或缺的有机组成部分。 许多电子信息系统， 如微波通信、卫星通信、移动通信、雷达、微波遥感、全球定位系统(GPS)、遥控遥测系统、电子对抗系统等都离不开微波， 光纤通信与微波技术的紧密结合、高速数字系统的设计也需引入微波技术的分析方法， 因此电子信息领域的研究人员、工程技术人员具备比较系统的微波技术和微波工程的知识， 掌握该领域的基本原理和分析方法是十分必要的。 多年来， 清华大学电子工程系在制定教学计划时总是将微波工程基础作为电子信息工程专业的必修课， 并不断地强调微波工程在大学本科学生知识结构中的重要性。
微波技术和微波工程的内容比较多， 通常是将相关的内容写成：或四本书， 读者若想了解该领域的全貌势必要读许多书。 大学本科教学中的一个重要的宗旨是在保证一定的深度的前提下， 尽可能地拓宽学生的知识面。 为了这个目标， 本书将与微波工程有关的技术领域综合在一本书中， 希望能够比较全面地论述微波工程的各个层面， 并尽可能地找出微波工程各个技术领域的内在联系， 以加强全书的系统性。 本书除绪论之外共分九章， 分别为电磁场概述、传输线理论、导波与波导、微波网络、无源微波电路、有源微波电路、天线、电波传播、微波工程系统。 这九覃可分为四部分或四个层次。
第一部分仅含第1章电磁场概述， 该章概述了电磁场方程组、本构关系、边界条件以及一系列重要的定理。 电磁场理论是微波工程的理论基础， 也是全书的基础。 学习了微波工程基础之后， 许多读者都将进一步体会到电磁场理论的完整严密和应用的广泛性， 可以说微波工程是应用电磁场理论的最生动的例子。
传输线理论(第2章)、导波与波导(第3章)和微波网络(第4章)这三章属于第二部分， 分别代表了不同于低频集总参数电路的微波电路的三种分析方法， 是微波电路的理论基础。 传输线理论讲的是分布参数电路的分析方法和工具， 不涉及电磁场而仅仅引入电压电流沿传输线波动的概念， 与低频集总参数电路的区别是， 在电路的分析中考虑了传输线的长度， 故历史上传输线理论曾被称为长线理论。 导波与波导是用场的方法分析立体的或平面的传输线， 导波理论考虑了波导的横向结构， 描述了微波传输线上的电磁场的分布和波导的特性。 在传输线理论和导波理论的基础上， 微波网络用散射矩阵等网络参量描述微波电路的外部特性， 并进一步导出直观上不易想像的微波电路的特性。 表面上看， 传输线理论。 导波与波导和微波网络是三种不同的分析方法， 但是三者却有着内在的联系， 例如：用电磁场理论和导波理论还可导出多导体传输线电报方程， 传输线理论是导波理论的简化， 微波网络的酉条件。 互易性等性质是由传输线理论和电磁场理论导出的， 微波网络理论包容了传输线理论， 将传输线理论与微波网络结合可给出含信号源和负载的微波电路的形式解。 可以说， 只有综合或交替使用上述三种方法才能得心应手地分析微波电路， 这一点在本书的第三部分将进一步得到印证。 随着高速数字信号向高速率窄脉冲发展， 其频谱已落人微波波段， 传输线的长线效应不可忽视。 在第2章的2.7节讨论了高速数字信号在传输线上的传播特性。
无源微波电路(第5章)、有源微波电路(第6章)、天线(第7章)和电波传播(第8章)等四章属于第三部分。 无源微波电路和有源微波电路的分析设计是建立在传输线理论。 导波理论和微波网络理论的基础之上的。 第7章讲述的是电磁波的辐射和接收， 第8章讲述的是电磁波在自由空间和近地空间的传播规律。 显而易见， 天线和电波传播的分析计算离不开电磁场理论， 同时也要用到传输线理论、导波理论和微波网络理论， 例如， 巧妙地应用电磁场的互易定理和散射参量的互易性可以方便地导出发射和接收天线的互易性， 这说明天线的互易性和微波网络的互易性本质上是相通的。 第三部分内容与电子信息系统密切相关。 以通信系统为例， 无源和有源微波电路、天线和电波传播完成了通信系统框图的发射。 接收和信道功能， 在通信系统中是不可缺少的。
第四部分为微波工程系统(第9章)， 该部分并不全面介绍各种电子信息系统， 而仅仅以卫星通信系统为例说明如何将第三部分的内容构成一个具体的通信系统， 以便使读者初步建立微波工程系统的概念。
全书从电磁场理论开始， 然后讨论微波技术的分析方法、各种具体的传输线。 微波部件和电波传播， 最后给出微波工程系统的概念， 这就是全书的主线。
本书的编写有一个历史过程：1986年为清华大学电子工程系的本科生编写了讲义《微波工程基础》(李宗谦)， 1991年由西安交通大学出版社出版了《微波技术》一书(李宗谦。 佘京兆)， 该书获1996年度电子部优秀教材二等奖， 1996年由东南大学出版社出版了《微波工程基础》一书(李宗谦。 佘京兆)， 该书获2002年度清华大学优秀教材一等奖。 与1996年版相比， 这次改版我们作了较大的修订， 许多章节或作修改， 或增删内容。
本书由三位作者共同完成， 其中佘京兆编写了第5章， 高葆新编写了第6章， 其余各章由李宗谦编写并统编全书。
清华大学电子工程系的各届领导和同事对本书的编写给予了很大的支持和鼓励， 在多年的教学实践中， 作者与电子工程系学生之间的不断切磋对本书的改写也起到了重要作用， 这正是教学相长的具体体现， 借此机会向他们表示感谢。 在前两个版本和本次版本成书的过程中， 清华大学的陆大绘教授、杨弃疾教授、林德云教授、石长生教授。 郑君里教授， 东南大学出版社的朱经邦老师， 国防科技大学的姚德淼教授， 西安交通大学出版社的杨潞老师， 北京理工大学的张德齐教授， 浙江大学的黄恭宽教授， 西安交通大学的苏毅哲教授， 以及许多未曾谋面和署名的老师。 同仁作了大量的工作， 借此机会向他们表示感谢。
虽然作者作了努力， 不足之处仍在所难免， 诚恳期盼各位学术先辈。 同仁和读者批评指正。
李宗谦
2003年8月于清华园
第二书店&China-pub战略联盟提供专业服务
第二书店联系方式 010-64348411 webmaster@dearbook.com