本書主要講述宏觀電磁場(chǎng)的基本理論、分析方法和電磁波的基本傳播特性。全書共8 章，包含矢量分析與場(chǎng)論、宏觀電磁場(chǎng)的基本方程、似穩(wěn)電磁場(chǎng)與靜態(tài)電磁場(chǎng)、傳輸線理論基礎(chǔ)、電磁波的輻射、平面電磁波、二維邊值問題的解法、TE 波與TM 波傳輸線。本書在理論構(gòu)架上遵循由淺入深、循序漸進(jìn)的學(xué)習(xí)規(guī)律，方便讀者自學(xué)；在知識(shí)體系上采用由一般到特殊的演繹推理方法，便于讀者掌握電磁場(chǎng)理論框架；在應(yīng)用層面上密切結(jié)合電磁場(chǎng)與微波技術(shù)、無線通信技術(shù)等領(lǐng)域的工程案例，具有很強(qiáng)的實(shí)用性和趣味性。本書可作為全日制電子信息類和自動(dòng)化類本科專業(yè)“電磁場(chǎng)與電磁波”“工程電磁場(chǎng)”“電磁場(chǎng)與微波技術(shù)”等課程的教材，也可作為相關(guān)技術(shù)人員的自學(xué)參考書。
韓榮蒼，副教授，工學(xué)博士，中國(guó)電子學(xué)會(huì)會(huì)員，就職于臨沂大學(xué)，長(zhǎng)期從事電磁場(chǎng)與電磁波、微波技術(shù)、天線與電波傳播等課程的教學(xué)與研究工作；感興趣的研究方向?yàn)樘炀�理論與技術(shù)、微波毫米波電路與系統(tǒng)；發(fā)表SCI論文10多篇，獲臨沂市優(yōu)秀科研成果獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)（首位）。
緒論 （1）
第1章 矢量分析與場(chǎng)論（4）
1.1 矢量代數(shù)（4）
1.1.1 矢量的表示與和差運(yùn)算（4）
1.1.2 標(biāo)量積與矢量積（5）
1.1.3 矢量的三重積（7）
1.2 正交曲面坐標(biāo)系（7）
1.2.1 廣義正交曲面坐標(biāo)系（7）
1.2.2 直角坐標(biāo)系（9）
1.2.3 圓柱坐標(biāo)系（10）
1.2.4 球坐標(biāo)系（11）
1.2.5 三種坐標(biāo)系間的變換（12）
1.3 標(biāo)量場(chǎng)的梯度（14）
1.3.1 標(biāo)量場(chǎng)的等值面（14）
1.3.2 方向?qū)?shù)與梯度（14）
1.4 矢量場(chǎng)的通量與散度（17）
1.4.1 矢量場(chǎng)的通量（18）
1.4.2 散度的定義與運(yùn)算（18）
1.4.3 散度定理（20）
1.5 矢量場(chǎng)的環(huán)量與旋度（21）
1.5.1 矢量場(chǎng)的環(huán)量（21）
1.5.2 旋度的定義與運(yùn)算（21）
1.5.3 斯托克斯定理（23）
1.6 無散場(chǎng)與無旋場(chǎng)（24）
1.6.1 無散場(chǎng)（24）
1.6.2 無旋場(chǎng)（25）
1.6.3 調(diào)和場(chǎng)（25）
1.7 格林定理與亥姆霍茲定理（26）
1.7.1 格林定理（26）
1.7.2 亥姆霍茲定理（27）
本章小結(jié)（27）
自測(cè)題（28）
習(xí)題一（30）
第2章 宏觀電磁場(chǎng)的基本方程（33）
2.1 電磁場(chǎng)的基本源（33）
2.1.1 電荷與電荷密度（33）
2.1.2 點(diǎn)電荷及其表示（34）
2.1.3 電流與電流密度矢量（34）
2.1.4 電荷守恒定律（35）
2.2 靜電場(chǎng)（36）
2.2.1 真空中電場(chǎng)的基本原理（36）
2.2.2 介質(zhì)的極化（41）
2.2.3 電通密度與介質(zhì)中的高斯定理 （43）
2.3 恒定磁場(chǎng)（45）
2.3.1 真空中磁場(chǎng)的基本原理（45）
2.3.2 介質(zhì)的磁化（49）
2.3.3 磁場(chǎng)強(qiáng)度與介質(zhì)中的安培環(huán)路定理 （50）
2.4 時(shí)變電磁場(chǎng)（52）
2.4.1 法拉第-楞次定律（52）
2.4.2 位移電流與全電流定律（53）
2.5 電磁場(chǎng)的普遍方程（54）
2.5.1 麥克斯韋方程組（54）
2.5.2 波動(dòng)方程（55）
2.5.3 達(dá)朗貝爾方程（56）
2.5.4 坡印廷定理（57）
2.6 電磁場(chǎng)的邊界條件（60）
2.6.1 一般情形（60）
2.6.2 兩種特殊的邊界條件（61）
2.7 時(shí)諧場(chǎng)（62）
2.7.1 時(shí)諧場(chǎng)的復(fù)數(shù)表示（62）
2.7.2 麥克斯韋方程組和邊界條件的復(fù)數(shù)表示 （63）
2.7.3 復(fù)數(shù)形式的波動(dòng)方程（64）
2.7.4 時(shí)諧場(chǎng)中的媒質(zhì)特性（64）
2.8 時(shí)諧場(chǎng)的坡印廷定理（66）
2.8.1 復(fù)坡印廷矢量（66）
2.8.2 復(fù)坡印廷定理（67）
2.9 時(shí)變電磁場(chǎng)的唯一性定理（68）
本章小結(jié)（69）
自測(cè)題（71）
習(xí)題二（74）
第3章 似穩(wěn)電磁場(chǎng)與靜態(tài)電磁場(chǎng)（81）
3.1 似穩(wěn)電磁場(chǎng)（81）
3.1.1 似穩(wěn)電磁場(chǎng)的基本方程（81）
3.1.2 低頻電路的似穩(wěn)電磁場(chǎng)本質(zhì)（82）
3.1.3 良導(dǎo)體中的電磁場(chǎng)（84）
3.1.4 場(chǎng)源近區(qū)的電磁場(chǎng)（85）
3.2 靜態(tài)電磁場(chǎng)（87）
3.2.1 靜態(tài)電磁場(chǎng)方程（87）
3.2.2 靜態(tài)電磁場(chǎng)的邊界條件（88）
3.2.3 靜態(tài)電磁場(chǎng)位函數(shù)的邊界條件 （88）
3.3 電容（92）
3.3.1 電容的定義（92）
3.3.2 部分電容（93）
3.3.3 電容的計(jì)算方法（94）
3.4 電阻（97）
3.4.1 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體（97）
3.4.2 恒定電場(chǎng)中的導(dǎo)體（97）
3.4.3 歐姆定律與焦耳定律（99）
3.4.4 靜電比擬法（100）
3.5 電感（103）
3.5.1 自感（104）
3.5.2 互感（107）
3.6 電磁場(chǎng)的能量*（108）
3.6.1 靜電場(chǎng)的能量（108）
3.6.2 電場(chǎng)力（110）
3.6.3 恒定磁場(chǎng)的能量（111）
3.6.4 磁場(chǎng)力（114）
本章小結(jié)（115）
自測(cè)題（116）
習(xí)題三（118）
第4章 傳輸線理論基礎(chǔ)（123）
4.1 長(zhǎng)線與短線（123）
4.2 平行板傳輸線（124）
4.2.1 平行板傳輸線的電報(bào)方程（125）
4.2.2 平行板傳輸線中的電磁場(chǎng)（126）
4.3 雙導(dǎo)線（128）
4.3.1 傳輸線的集總電路模型（128）
4.3.2 特性阻抗（129）
4.4 端接負(fù)載的無耗傳輸線（133）
4.4.1 長(zhǎng)線上的信號(hào)與輸入阻抗（133）
4.4.2 幾種典型情形（134）
4.5 史密斯圓圖與阻抗匹配（140）
4.5.1 史密斯圓圖（140）
4.5.2 傳輸線匹配的意義（145）
4.5.3 傳輸線的阻抗匹配（147）
4.6 同軸線（151）
4.7 微帶線（153）
本章小結(jié)（156）
自測(cè)題（157）
習(xí)題四（160）
第5章 電磁波的輻射（162）
5.1 滯后位（163）
5.1.1 電磁場(chǎng)的矢量磁位描述（163）
5.1.2 時(shí)諧場(chǎng)位函數(shù)的解（163）
5.2 電流元（164）
5.2.1 電流元的輻射場(chǎng)（164）
5.2.2 近區(qū)場(chǎng)（166）
5.2.3 遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)（166）
5.3 對(duì)偶原理與磁流元（168）
5.3.1 對(duì)偶原理（168）
5.3.2 磁流元和小電流環(huán)的輻射（169）
5.4 等效原理與惠更斯元（170）
5.4.1 等效原理（170）
5.4.2 惠更斯元的輻射（171）
5.5 天線的電氣參數(shù)（174）
5.5.1 歸一化方向圖（174）
5.5.2 輻射功率和輻射電阻（176）
5.5.3 方向性系數(shù)（177）
5.5.4 輻射效率和增益（178）
5.5.5 輸入阻抗與帶寬（179）
5.6 線天線與天線陣（180）
5.6.1 對(duì)稱振子的輻射場(chǎng)（180）
5.6.2 半波振子天線（182）
5.6.3 天線陣原理*（185）
本章小結(jié)（190）
自測(cè)題（191）
習(xí)題五（193）
第6章 平面電磁波（197）
6.1 理想介質(zhì)中的平面電磁波（197）
6.1.1 亥姆霍茲方程的平面電磁波解 （197）
6.1.2 TEM 波的特性（199）
6.1.3 電磁波譜（201）
6.2 導(dǎo)電媒質(zhì)中的平面波（202）
6.2.1 復(fù)傳播常數(shù)（202）
6.2.2 良導(dǎo)體中的電磁波（207）
6.2.3 集膚深度與表面阻抗（208）
6.2.4 電磁波對(duì)人體的熱效應(yīng)（212）
6.3 色散與群速（213）
6.4 電磁波的極化（216）
6.4.1 線極化（216）
6.4.2 圓極化（217）
6.4.3 橢圓極化（217）
6.4.4 圓極化波的應(yīng)用（219）
6.5 均勻平面波對(duì)兩層邊界的垂直入射 （220）
6.5.1 對(duì)平面介質(zhì)邊界的垂直入射 （220）
6.5.2 對(duì)平面導(dǎo)體邊界的垂直入射 （225）
6.6 均勻平面波對(duì)多層邊界的垂直入射 （227）
6.6.1 等效波阻抗（227）
6.6.2 多層介質(zhì)界面上的阻抗匹配 （229）
6.7 均勻平面波對(duì)介質(zhì)邊界的斜入射 （230）
6.7.1 沿任意方向傳播的平面波（230）
6.7.2 斯涅耳定律（233）
6.7.3 菲涅耳公式（234）
6.7.4 全透射與全反射（237）
6.8 均勻平面波對(duì)導(dǎo)體邊界的斜入射 （238）
6.8.1 垂直極化波情形（238）
6.8.2 平行極化波情形（241）
6.9 電磁散射（243）
6.9.1 瑞利散射（243）
6.9.2 雷達(dá)散射截面（244）
本章小結(jié)（247）
自測(cè)題（248）
習(xí)題六（251）
第7章 二維邊值問題的解法（256）
7.1 邊值問題（256）
7.1.1 邊值問題的類型（256）
7.1.2 唯一性定理（257）
7.2 鏡像法（257）
7.2.1 導(dǎo)體平面附近的點(diǎn)電荷（258）
7.2.2 導(dǎo)體劈間的點(diǎn)電荷（259）
7.2.3 導(dǎo)體平面附近的線電荷（260）
7.2.4 接地導(dǎo)體球附近的點(diǎn)電荷（262）
7.2.5 導(dǎo)體圓柱附近的線電荷（263）
7.3 分離變量法（264）
7.3.1 直角坐標(biāo)系中的分離變量法（265）
7.3.2 圓柱坐標(biāo)系中的分離變量法（269）
7.3.3 球坐標(biāo)系中的分離變量法（275）
7.4 有限差分法（278）
7.4.1 有限差分法的基本概念（278）
7.4.2 二維拉普拉斯方程的差分格式（279）
7.4.3 差分方程的求解（280）
本章小結(jié)（284）
自測(cè)題（284）
習(xí)題七（286）
第8章 TE 波與TM 波傳輸線（289）
8.1 導(dǎo)波系統(tǒng)的基本問題（289）
8.1.1 縱向場(chǎng)法（289）
8.1.2 導(dǎo)行波的分類（291）
8.1.3 傳輸線的類型（294）
8.2 矩形波導(dǎo)（294）
8.2.1 TE 波和TM 波的電磁場(chǎng)分量（295）
8.2.2 TE 波和TM 波的傳播特性（298）
8.3 矩形波導(dǎo)的TE10 模（300）
8.3.1 TE10 模的場(chǎng)分布及傳播特性（300）
8.3.2 波導(dǎo)壁上的電流分布（301）
8.3.3 TE10 模的能量傳輸（303）
8.3.4 波導(dǎo)中的衰減（303）
8.4 諧振腔（306）
8.4.1 波導(dǎo)諧振腔的諧振頻率（306）
8.4.2 TE10l 模（307）
8.4.3 諧振腔的品質(zhì)因數(shù)（308）
本章小結(jié)（310）
自測(cè)題（311）
習(xí)題八（313）
附錄A 常用矢量計(jì)算公式（316）
附錄B 符號(hào)和單位與部分國(guó)際單位制詞頭（318）
附錄C 雷達(dá)與衛(wèi)星廣播頻段劃分（320）
附錄D 國(guó)產(chǎn)矩形波導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)尺寸（321）
附錄E 主要人名編年表（323）
參考文獻(xiàn)（324）
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