雷达射频微波器件及电路

绪论 1 0.1 电磁波的特性参数 1 0.2 雷达的工作频率及射频器件和电路 5 0.3 分贝的概念 9 小结 10 习题 11 第1章 传输线理论及技术 12 1.1 传输线理论 12 1.1.1 传输线分类 12 1.1.2 传输线的长线和分布参数 13 1.1.3 均匀传输线 16 1.1.4 传输线的三种工作状态 23 1.2 矩形波导 27 1.2.1 矩形波导的形成 27 1.2.2 电磁波在金属表面的边界条件 28 1.2.3 矩形波导中的主模——TE10模 29 1.2.4 TEmn模、TMmn模的场分布图 34 1.2.5 TE10波的单一传输及波导尺寸的选择 36 1.2.6 波导的衰减 37 1.2.7 矩形波导的功率传输 38 1.2.8 波导的激励与耦合 39 1.3 圆波导 42 1.3.1 圆波导传输的波及m、n的含义 42 1.3.2 圆波导的截止波长与主模 43 1.3.3 圆波导中几种常见的波 44 1.3.4 圆波导中TE11、TE01波的激励 46 1.4 同轴线 47 1.4.1 同轴线结构及应用 47 1.4.2 同轴线的主模TEM模 48 1.4.3 同轴线尺寸的确定 49 1.5 带状线和微带线 50 1.5.1 带状线 50 1.5.2 微带线 51 1.6 传输线实用技术 52 1.6.1 同轴电缆 52 1.6.2 同轴电缆组件 54 1.6.3 转换接头 56 1.6.4 传输线使用注意事项 57 小结 58 习题 59 第2章 无源元件及器件 60 2.1 概述 60 2.2 匹配元件 60 2.2.1 终端元件 60 2.2.2 膜片、销钉和螺钉 62 2.3 连接元件 64 2.3.1 波导连接元件 64 2.3.2 旋转关节和回转关节 66 2.4 阻抗变换器 68 2.4.1 单节四分之一波长阻抗变换器 68 2.4.2 宽带阻抗变换器 69 2.5 微波增益均衡器 70 2.5.1 增益均衡器的基本原理 70 2.5.2 增益均衡器的基本电路 71 2.6 定向耦合器 72 2.6.1 定向耦合器的技术指标 73 2.6.2 波导型定向耦合器 74 2.6.3 平行耦合线定向耦合器 76 2.6.4 分支定向耦合器 77 2.6.5 微带环形定向耦合器 78 2.6.6 波导匹配双T 78 2.7 微波功率分配器 81 2.7.1 功率分配器的工作原理 82 2.7.2 功率分配器的主要技术指标 82 2.7.3 集总参数等分型功分器 83 2.7.4 分布参数功分器 84 2.8 微波谐振器 85 2.8.1 微波谐振器的基本参量 85 2.8.2 同轴谐振腔 86 2.8.3 矩形谐振腔 88 2.8.4 圆柱形谐振腔 89 2.9 微波滤波器 91 2.9.1 滤波器特性的表征方式 91 2.9.2 滤波器的微波实现 92 2.10 双工器 95 2.10.1 收发开关 95 2.10.2 频段双工器 99 2.11 微波铁氧体器件 101 2.11.1 铁氧体 101 2.11.2 纵向场和横向场 101 2.11.3 正圆极化波和负圆极化波 101 2.11.4 微波铁氧体的磁导率 102 2.11.5 微波铁氧体对电磁场的特殊作用 103 2.11.6 锁式波导移相器 104 2.11.7 铁氧体环行器 106 2.11.8 铁氧体隔离器 108 小结 109 习题 110 第3章 频率变换器件 112 3.1 概述 112 3.2 混频器 112 3.2.1 混频器概述 112 3.2.2 混频器的主要技术指标 113 3.2.3 混频器的工作原理 116 3.2.4 混频器电路 119 3.3 上变频器 124 3.3.1 参量变频器概述 124 3.3.2 上变频器的主要技术指标 125 3.3.3 上变频器的工作原理 126 3.3.4 上变频器电路 130 3.4 倍频器 132 3.4.1 倍频器概述 132 3.4.2 倍频器的主要技术指标 133 3.4.3 倍频器的工作原理 133 3.4.4 倍频器电路 137 小结 139 习题 139 第4章 固态振荡器及频率合成器 141 4.1 概述 141 4.2 固态振荡器 141 4.2.1 振荡器的主要指标 141 4.2.2 固态振荡器的结构及原理 144 4.2.3 固态振荡器电路 147 4.3 频率合成器 150 4.3.1 频率合成器的主要指标 150 4.3.2 频率合成器的种类及基本原理 151 小结 153 习题 154 第5章 微波固态放大器 155 5.1 概述 155 5.1.1 微波双极晶体管 155 5.1.2 微波场效应晶体管 156 5.2 低噪声放大器 158 5.2.1 低噪声放大器的主要指标 158 5.2.2 低噪声放大器的结构及原理 161 5.3 功率放大器 163 5.3.1 功率放大器的主要指标 163 5.3.2 功率合成的基本概念 164 小结 166 习题 167 第6章 微波控制器件 168 6.1 概述 168 6.2 PIN二极管 169 6.3 PIN管开关 172 6.3.1 PIN管开关概述 172 6.3.2 PIN管开关的主要技术指标 173 6.3.3 PIN管开关电路 174 6.4 PIN管移相器 179 6.4.1 PIN管移相器概述 180 6.4.2 PIN管移相器的主要技术指标 182 6.4.3 PIN管移相器电路 183 6.5 PIN管电调衰减器 188 6.5.1 PIN管电调衰减器概述 188 6.5.2 PIN管电调衰减器的主要技术指标 188 6.5.3 PIN管电调衰减器电路 189 6.6 PIN管限幅器 193 6.6.1 限幅器概述 193 6.6.2 限幅器的主要技术指标 193 6.6.3 PIN管限幅器电路 194 小结 195 习题 195 第7章 微波电真空器件 196 7.1 概述 196 7.1.1 微波电真空器件的概念 196 7.1.2 微波电真空器件的分类 197 7.2 速调管 198 7.2.1 速调管的分类 198 7.2.2 电子与电场间的能量交换 198 7.2.3 双腔速调管的结构及工作原理 199 7.2.4 多腔速调管 203 7.2.5 多注速调管 205 7.2.6 速调管的工作方式 205 7.2.7 反射速调管 208 7.3 行波管 209 7.3.1 行波管概述 209 7.3.2 行波管的结构 209 7.3.3 行波管放大器的工作原理 212 7.3.4 行波管放大器的主要特性 215 7.3.5 行波管使用注意事项 218 7.3.6 微波功率模块 218 7.4 磁控管 220 7.4.1 磁控管概述 220 7.4.2 磁控管的结构 220 7.4.3 电子流与电场的能量交换原理 221 7.4.4 电子在恒定电磁场中的运动 222 7.4.5 多腔磁控管的谐振模式 225 7.4.6 多腔磁控管的工作原理与同步条件 226 7.4.7 磁控管的使用和维护 237 小结 238 习题 239 第8章 微波集成电路 240 8.1 微波电路的发展历程 240 8.2 微波集成电路的应用——T/R组件 243 8.2.1 T/R组件概述 243 8.2.2 T/R组件主要部件的作用 245 小结 247 习题 247 参考文献 248 绪 论 1 0.1 电磁波的特性参数 1 0.2 雷达的工作频率及射频器件和电路 5 0.3 分贝的概念 8 小结 10 习题 11 第1章 传输线理论及技术 12 1.1 传 输 线 理 论 12 1.2 矩 形 波 导 27 1.3 圆 波 导 42 1.4 同 轴 线 47 1.5 带状线和微带线 50 1.6 传输线实用技术 52 小结 58 习题 59 第2章 无源元件及器件 60 2.1 概述 60 2.2 匹 配 元 件 60 2.3 连 接 元 件 64 2.4 阻 抗 变 换 器 68 2.5 微波增益均衡器 70 2.6 定向耦合器 72 2.7 微波功率分配器 81 2.8 微 波 谐 振 器 85 2.9 微 波 滤 波 器 91 2.10 双 工 器 95 2.11 微波铁氧体器件 101 小结 109 习题 110 第3章 频率变换器件 112 3.1 概述 112 3.2 混 频 器 112 3.3 上 变 频 器 124 3.4 倍 频 器 132 小结 139 习题 139 第4章 固态振荡器及频率合成器 141 4.1 概述 141 4.2 固态振荡器 141 4.3 频 率 合 成 器 150 小结 153 习题 154 第5章 微波固态放大器 155 5.1 概述 155 5.2 低噪声放大器 158 5.3 功 率 放 大 器 163 小结 166 习题 167 第6章 微波控制器件 168 6.1 概述 168 6.2 PIN二极管 169 6.3 PIN管开关 172 6.4 PIN管移相器 179 6.5 PIN管电调衰减器 188 6.6 PIN管限幅器 193 小结 195 习题 195 第7章 微波电真空器件 196 7.1 概述 196 7.2 速 调 管 198 7.3 行 波 管 209 7.4 磁 控 管 220 小结 238 习题 239 第8章 微波集成电路 240 8.1 微波电路的发展历程 240 8.2 微波集成电路的应用——T/R组件 243 小结 247 习题 247 参考文献 248