微波工程基础_李宗谦_9787302075011

　　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析和应用举例。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。

　　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三或四本书，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。这九章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。
微波工程基础前言传输线理论（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，其频谱已落入微波波段，传输线的长线效应不可忽视。在第2章的27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5章和第6章包含了大量的无源和有源微波电路的例子，这些例子是第2、3和4章给出的微波电路三种基本分析方法的具体应用。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。

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