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出版者:

作者:顾继慧

出品人:

页数:407

译者:

出版时间:2004-2

价格:32.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787030116000

丛书系列:

图书标签:

• 微波技术
• 微波电路
• 微波器件
• 射频技术
• 电磁场与微波
• 通信工程
• 电子工程
• 雷达技术
• 微波测量
• 高频技术

宇宙的呢喃：从星辰之光到生命之源 本书并非聚焦于那些高频电磁波的工程应用，而是带您踏上一段跨越时空的宏大旅程，探索宇宙中最基本、最古老的能量形式——电磁辐射，及其在自然界和生命演化中所扮演的至关重要角色。我们将从光这一最直观的电磁波现象出发，深入解析其本质，并追溯它如何塑造了我们所见的宇宙图景。 第一章：光影的奥秘——电磁波谱的宏观视角 本章将摒弃对特定频率段的细致分析，转而建立一个关于整个电磁波谱的宏大框架。我们将探讨电磁辐射的产生机制，从量子力学的角度理解光子的诞生与湮灭，而非关注于天线的设计或传输损耗。 1.1 宇宙的调色板：从伽马射线到射电波的连续性 我们将介绍电磁波谱的完整范围，强调其连续性和内在统一性。这不是关于如何制造或测量特定波段的技术手册，而是对不同能量等级的辐射如何共同描绘宇宙图景的哲学性探讨。例如，超高能的伽马射线如何揭示黑洞边缘的剧烈事件，而低能的射电波如何捕获古老星系发出的微弱回音。 1.2 极化与衍射：光的几何学与哲学 本节将讨论光的波动特性，特别是极化现象。我们将通过分析自然界中光如何被反射、散射和过滤（如天空的蓝色、彩虹的形成），来阐释光的几何光学本质，而不是讨论如何设计偏振片或滤波器。衍射现象将被视为光波在遇到障碍物时展现出的“柔韧性”，而非一个需要精密计算的工程参数。 第二章：恒星的熔炉——辐射在宇宙演化中的地位 本章将聚焦于电磁辐射作为宇宙信息载体的角色，特别是恒星如何作为主要的辐射源，驱动着元素的合成与星系的演化。 2.1 黑体辐射与宇宙的诞生之初 我们将详细解读黑体辐射定律（如维恩位移定律和斯忒藩-玻尔兹曼定律）在宇宙学中的意义。这里的重点是宇宙微波背景辐射（CMB），它不是一个通信信号，而是大爆炸遗留下的“余温”，是宇宙年龄和几何结构的直接证据。我们将探究如何通过测量CMB的温度和微小涨落，来推断早期宇宙的物质密度和膨胀历史。 2.2 核聚变的光芒：元素与光谱的对应 恒星内部的核聚变过程是宇宙中最强大的能量发生器。本节将深入分析不同元素在高温高压下发射或吸收特定波长的光线。我们将重点讲解谱线分析如何帮助天文学家识别遥远星云的化学成分、温度和运动速度。这是一种“读心术”，通过分析光线中的“指纹”，我们得以了解数十亿光年外物质的本质。 第三章：星际介质的“回声”——辐射与物质的交互作用 电磁波在穿越广袤的星际空间时，会不可避免地与气体、尘埃发生复杂的相互作用。本章将探讨这些交互如何改变了辐射的形态，并为我们提供了关于银河系结构的线索。 3.1 尘埃的遮蔽与红化现象 星际尘埃对可见光的吸收和散射效应导致了我们观测到的天体比实际更暗、更偏红。我们将详细研究这种“宇宙红移”现象，它与多普勒效应引起的红移不同，它揭示了星系团内部或银河系盘面上的尘埃分布情况，是构建三维星系图的关键障碍与线索。 3.2 脉冲星的节拍与引力透镜效应 我们将探讨极端引力场下光线传播的路径弯曲——引力透镜现象。这不仅仅是光线被弯曲，而是时空本身的几何结构在起作用。此外，脉冲星发射的规律性射电波束穿过等离子体时，其脉冲到达时间会因为介质折射率的变化而产生微小延迟，这种延迟机制为我们提供了探测星际介质电子密度的独特手段。 第四章：地球的保护伞与生命的燃料——辐射在地球系统中的角色 本章将视角拉回我们所在的行星，探讨来自太阳的电磁辐射如何塑造了地球的大气层、气候系统以及生命的起源与演化。 4.1 臭氧层的诞生：紫外线的“守门人” 太阳发射的短波紫外线（UV）对地球生命具有潜在的破坏性。我们将详细分析大气层中氧气和臭氧分子如何选择性地吸收这些高能辐射，从而形成保护生命的屏障。这不是关于UV消毒的技术，而是关于地球化学平衡的宏大叙事。 4.2 光合作用的能量捕获：生命的基石 绿色植物和藻类是地球上最精妙的“光能转化器”。本节将剖析叶绿素如何高效地吸收特定波段的可见光（红光和蓝光），并将其转化为化学能。我们将关注这一过程的量子效率和能级跃迁，而非任何人工光合作用技术。 第五章：穿越时空的信使——辐射对人类认知的推动 最后，本章将总结电磁辐射如何作为我们探索未知宇宙和理解自身起源的最主要工具。 5.1 从可见光望远镜到射电望远镜的视野扩展 人类观测能力的每一次飞跃，都伴随着对新的电磁波谱区域的探索。我们将回顾哈勃太空望远镜（可见光/红外）和钱德拉X射线天文台（X射线）等如何共同构建出多波段的宇宙图像。这强调了不同“频道”的光线如何叠加，揭示出隐藏在单一波段之下的复杂物理过程。 5.2 基础物理的试金石 从X射线衍射揭示晶体结构，到核磁共振（NMR）在分子结构分析中的应用，电磁辐射作为探针，帮助我们穿透物质的表层，理解原子和分子的基本规律。本书最终旨在展示，电磁辐射的本质及其在自然界中的广泛作用，是理解物理世界和生命现象不可或缺的钥匙。

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我发现很多声称是“微波技术”的书籍，要么过于偏向电磁场理论的数学证明，要么则变成了一本简单的射频元器件选型手册。然而，《微波技术》成功地找到了一个完美的平衡点。它既没有在麦克斯韦方程组的推导上耗费过多篇幅，也没有沦为堆砌Datasheet参数的低水平读物。它聚焦于“如何设计”和“为何如此设计”。其中关于射频放大器设计的那一章，简直是一份实战指南。作者详细拆解了小信号模型、大信号非线性分析，并引入了实际的晶体管模型（如PDK中的模型概念），指导读者如何从零开始搭建一个满足特定增益和功放指标的放大器电路。更难能可贵的是，它还涉及了微波系统中的误差分析和容差设计，这些是教科书里很少深入的部分，但却是项目交付时决定成败的关键。阅读这本书的过程，就像是跟随着一位经验丰富的导师在实际项目环境中进行学习，非常注重工程的实用性和可行性，让人感觉学到的知识是立即可用的，而不是停留在纸面上的空中楼阁。

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说实话，我本来对技术书籍普遍抱有一种“能读完就不错了”的心态，但《微波技术》这本书彻底颠覆了我的预期。它的深度和广度都令人印象深刻，但最让我佩服的是它对“系统性思维”的培养。作者没有局限于孤立地介绍某个器件或某个理论，而是始终将它们置于一个宏观的射频链路中去考察。比如，讲解滤波器设计时，不仅仅是给出设计公式，还会分析不同类型的滤波器（巴特沃斯、切比雪夫等）在实际噪声抑制和通带平坦度上的权衡取舍，这才是工程实践中真正需要考虑的“艺术”。我尤其喜欢书中关于噪声系数和线性度（IP3）的讨论，这部分内容在很多入门书籍中往往一带而过，但这本书却花了大量篇幅深入剖析了它们对整个系统性能的制约。读到最后，我甚至开始反思我过去在其他电子领域的设计习惯，意识到在微波频段，寄生参数和分布效应是多么地主宰一切。这本书不仅是知识的传授，更像是一种思维方式的重塑，它教会我如何像一个微波工程师那样去思考问题——每一点小的设计选择都可能导致整个系统性能的巨大偏差。

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这本《微波技术》真是让我大开眼界，简直是打开了一扇通往射频和电磁波世界的大门。我一直对那些看不见摸不着却又无处不在的无线电波充满了好奇，这书的内容恰到好处地满足了我的求知欲。它不像那些晦涩难懂的教科书，上来就是一堆公式推导得人头皮发麻。相反，作者的叙述方式非常生动，仿佛一位经验丰富的工程师在耳边细细道来。从最基础的波导理论讲起，到后来复杂的有源和无源器件设计，每一步的逻辑衔接都那么自然流畅。特别是关于阻抗匹配的那几个章节，我过去总觉得这是微波电路里最玄乎的部分，但这本书里通过大量的实例分析和图示说明，让我终于明白了史密斯圆图的真正威力。书中对不同工作频率下电磁波行为的探讨，让我深刻理解了为什么高频设计和低频设计是两套完全不同的思维体系。我特别欣赏作者对实际应用案例的引用，比如雷达系统、卫星通信中的具体应用，这让理论知识立刻变得“落地”，不再是空洞的数学符号。读完后，我感觉自己对无线通信系统的工作原理有了一个质的飞跃，那些过去模糊的概念现在都变得清晰可见，极大地激发了我进一步深入研究的兴趣。

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这本书的语言风格非常具有个人色彩，读起来丝毫没有传统技术书籍的刻板与沉闷。作者在解释复杂概念时，常常会穿插一些幽默的类比或者个人在工程实践中遇到的“陷阱”和“教训”。比如，在讲解微带线设计时，他会提到早期设计者因为忽略了边缘效应而导致的信号延迟问题，并形象地称之为“高速公路上的意外减速带”。这种亲切的叙事方式，极大地降低了初学者面对高深理论时的畏惧感。我尤其喜欢那些“设计陷阱”的提示，它们不是直接的警告，而是以一种过来人的身份分享经验，让人在恍然大悟的同时感到被一种无形的关怀所包围。这使得学习过程充满了探索的乐趣，而不是枯燥的任务。坦率地说，很多技术书读起来像是在“背诵”，而读《微波技术》更像是在“交流”。它成功地将深奥的物理现象与工程实践的直觉完美融合，构建了一个既严谨又富有人情味的知识体系，让技术学习变得既有效率又充满享受。

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这本书的排版和图例简直是教科书级别的典范，这对于理解复杂的电磁场概念至关重要。微波技术本来就高度依赖视觉化的辅助理解，而《微波技术》在这方面做得极为出色。那些剖视图、S参数矩阵的矢量图，以及不同传输线上电流和电场的分布示意图，都绘制得极其清晰、准确。我记得有一次在研究耦合线滤波器时，光看公式推导完全摸不着头脑，但翻到书中对应的三维结构图，瞬间就理解了为什么线间距会影响耦合系数。更不用说那些精美的仿真截图，它们直观地展示了理论计算与实际仿真结果的吻合程度，极大地增强了理论的可信度。对于自学爱好者来说，这种高质量的视觉辅助材料是无价之宝。很多技术书的插图往往是模糊不清或者干脆是扫描的低质量图片，但这本书的制图质量表明了出版方对读者的尊重。它不仅仅是一本工具书，更像是一本可以放在案头时常翻阅的参考手册，每次重温都能因为理解层次的加深而发现新的细节。

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