电信传输理论

目录 1

第1章 绪论 1

1.1 电磁波段的划分 1

1.2　历史回顾 2

1.3　各频段的特点及应用 4

第2章　传输线理论 6

2.1　传输线方程和传输线的场分析方法 6

2.1.1　长线及分布参数等效电路 6

2.1.2　传输线方程及其解 8

2.1.3　用场的概念分析传输线 11

2.2　传输线的基本特性参数 13

2.2.1　特性阻抗Z0 13

2.2.2　传播常数 14

2.2.3　输入阻抗 15

2.2.4　反射系数 16

2.2.5　传输功率 18

2.3　均匀无耗传输线工作状态分析 19

2.3.1　行波工作状态（无反射情况） 19

2.3.2　驻波工作状态（全反射） 20

2.3.3　行驻波状态 23

2.4　有耗传输线 27

2.4.1　有耗传输线的参数及电压、电流和阻抗分布 27

2.4.2　传输功率和效率 29

2.5　史密斯阻抗圆图和导纳圆图 30

2.5.1　史密斯阻抗圆图 30

2.5.3　史密斯圆图的应用 33

2.5.2　导纳圆图 33

2.6　传输线的阻抗匹配 37

2.6.1　信号源与传输线的阻抗匹配 38

2.6.2　负载与传输线的阻抗匹配 40

2.7　传输线上的瞬变过程 46

2.7.1 多次反射 47

2.7.2　拉普拉斯变换 48

2.8　微波网络与定向耦合器 50

2.8.1　微波网络的基本特性 51

2.8.2　微波网络的散射矩阵 52

2.8.3　微波定向耦合器 55

习题 59

第3章　微波传输线 65

3.1 金属波导传输线的一般分析 66

3.1.1 导波方程及其求解 66

3.1.2 波沿波导传输的一般特性 68

3.2 矩形波导 70

3.2.1　矩形波导中的波型及场分量 71

3.2.2　矩形波导中纵向传输特性 73

3.2.3　矩形波导中模式的场结构图 76

3.2.4　矩形波导的管壁电流 79

3.2.5　矩形波导尺寸的设计考虑 80

3.3 圆波导 81

3.3.1 圆波导中的波型及场分量 82

3.3.2　圆波导中的三个主要波型及其应用 85

3.4.1 同轴线的主模TEM模 88

3.4　同轴线及其高次模 88

3.4.2 同轴线中的高次模——TE模和TM模 90

3.4.3　同轴线的尺寸选择 91

3.5　带状线 92

3.5.1 特性阻抗 93

3.5.2　带状线的损耗和衰减 96

3.5.3　带状线的尺寸选择 97

3.6　微带线 98

3.6.1　微带线的模式 98

3.6.2　微带线的传输特性 100

3.6.3　微带线的损耗与衰减 104

3.7　微波谐振器 104

3.7.1　微波谐振器的基本特性和参数 105

3.7.2　同轴线谐振器 106

3.7.3　矩形谐振器 108

3.7.4　圆柱形谐振器 109

习题 111

第4章　介质光波导理论 114

4.1　光学基础 114

4.2　光纤的结构和射线法分析光纤 116

4.2.1　光纤的结构和类型 116

4.2.2　阶跃光纤中的射线 117

4.2.3　梯度光纤中的射线 118

4.3　阶跃光纤的矢量分析法 121

4.3.1　场方程的求解 121

4.3.2　特征方程 125

4.3.3　模式的类型 126

4.3.4　模式特性的分析 127

4.4　阶跃光纤的标量分析法 133

4.4.1　标量场方程 133

4.4.2　标量解的特征方程 134

4.4.3　标量模及其特性 135

4.5　梯度光纤的标量分析法 140

4.6　单模光纤 144

4.6.1 阶跃折射率分布的单模光纤 144

4.6.2　梯度折射率分布的单模光纤 146

4.6.3　单模光纤中的双折射和极化色散 148

4.7　影响光纤传输特性的因素 151

4.7.1　光纤的损耗 151

4.7.2　光纤的色散特性 153

4.7.3　光纤中的非线性效应 156

4.8　平面光波导 159

4.8.1　射线法分析 159

4.8.2　波动法分析 160

习题 163

附录A　矢量分析公式 165

附录B　国产矩形波导管参数表 167

附录C　常用硬同轴线特性参数 169

附录D　常用同轴射频电缆特性参数 170

附录E　常用导体材料的特性参数 171

附录F　常用介质材料的特性参数 172

附录G　常用贝塞尔函数公式 173

附录H　阻抗圆图 176

参考文献 177