本書(shū)系統(tǒng)地闡述了宏觀電磁場(chǎng)和電磁波的基本規(guī)律、基本計(jì)算方法及其應(yīng)用。全書(shū)共分9章，其中包括矢量分析、電磁場(chǎng)基本方程、靜電場(chǎng)及其邊值問(wèn)題的解法、恒定電場(chǎng)和恒定磁場(chǎng)、時(shí)變電磁場(chǎng)和平面電磁波、平面電磁波的反射與折射等內(nèi)容。
本書(shū)第1版《電磁場(chǎng)基礎(chǔ)》入選21世紀(jì)高等學(xué)校電子信息工程規(guī)劃教材和普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材。自2006年出版以來(lái)，不少高等院校相繼將其選作教材，受到了廣大讀者的歡迎。根據(jù)一些院校的反饋意見(jiàn)和應(yīng)用的需求，本版在保持第1版特色的基礎(chǔ)上，做了進(jìn)一步的改進(jìn)。為更確切地反映本書(shū)內(nèi)容，第2版更名為《電磁場(chǎng)與波》。但大部分內(nèi)容不變，主要作了以下三方面修訂。
(1) 鑒于無(wú)線電技術(shù)的廣泛應(yīng)用，有些院校不但需要增加天線的基礎(chǔ)知識(shí)，而且要補(bǔ)充其饋電設(shè)備的介紹。為此，本版新增了“第9章射頻傳輸線”，同時(shí)對(duì)“第8章天線基礎(chǔ)”做了重要增刪，便于初學(xué)者掌握。
(2) 增加了“3.4靜電場(chǎng)的能量和電場(chǎng)力”，“4.5恒定磁場(chǎng)的能量和磁場(chǎng)力”，“7.4等效原理，惠更斯元的輻射”等節(jié)，以使相應(yīng)各章內(nèi)容更充實(shí)，同時(shí)刪去了原“3.7復(fù)變函數(shù)法”一節(jié)。
(3) 改寫(xiě)了某些內(nèi)容，如1.1.2,3.1.1和3.2.1等小節(jié)。
本版修訂過(guò)程中得到上海大學(xué)通信與信息工程學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)與同事們的熱情支持和幫助。謝亞楠、方捻等教授提供了不少具體的意見(jiàn)與建議，韓榮蒼和劉靜等博士研究生打印了部分原稿，描繪了不少插圖。謹(jǐn)向以上提到的各位表示深深的謝意，向清華大學(xué)出版社參加本書(shū)出版工作的諸君表示誠(chéng)摯的感謝，并謝謝妻子和兒女的支持！
衷心感謝讀者和高等院校同行們所提出的寶貴意見(jiàn)和建議，希望繼續(xù)得到你們的關(guān)心與指正!
鐘順時(shí)2015年8月
緒論
第1章矢量分析
1.1矢量代數(shù)
1.1.1矢量表示法與和差運(yùn)算
1.1.2矢量的乘法
1.1.3三重積
1.2矢量場(chǎng)的通量與散度及散度定理
1.2.1矢量場(chǎng)的通量
1.2.2散度的定義與運(yùn)算
1.2.3散度定理
1.3矢量場(chǎng)的環(huán)量、旋度及斯托克斯定理
1.3.1矢量場(chǎng)的環(huán)量
1.3.2旋度的定義與運(yùn)算
1.3.3斯托克斯定理
1.4標(biāo)量場(chǎng)的方向?qū)?shù)與梯度及格林定理
1.4.1標(biāo)量場(chǎng)的方向?qū)?shù)與梯度
1.4.2格林定理
1.5亥姆霍茲定理
1.5.1散度和旋度的比較
1.5.2亥姆霍茲定理
1.6曲面坐標(biāo)系
1.6.1圓柱坐標(biāo)系
1.6.2球面坐標(biāo)系
1.6.3三種坐標(biāo)系的變換
1.6.4場(chǎng)論運(yùn)算公式
習(xí)題
第2章電磁場(chǎng)基本方程
2.1靜態(tài)電磁場(chǎng)的基本定律和基本場(chǎng)矢量
2.1.1庫(kù)侖定律和電場(chǎng)強(qiáng)度
2.1.2高斯定理與電通密度
2.1.3電流密度與電荷守恒定律
2.1.4畢奧薩伐定律與磁通密度
2.1.5磁通連續(xù)性原理與安培環(huán)路定律及磁場(chǎng)強(qiáng)度
2.2法拉第電磁感應(yīng)定律和全電流定律
2.2.1法拉第電磁感應(yīng)定律
2.2.2位移電流和全電流定律
2.2.3全電流連續(xù)性原理
2.3麥克斯韋方程組
2.3.1麥克斯韋方程組的微分形式與積分形式
2.3.2本構(gòu)關(guān)系和波動(dòng)方程
2.3.3電磁場(chǎng)的位函數(shù)
2.4電磁場(chǎng)的邊界條件
2.4.1一般情形
2.4.2兩種常見(jiàn)情形
2.5坡印廷定理和坡印廷矢量
2.5.1坡印廷定理的推導(dǎo)和意義
2.5.2坡印廷矢量
2.5.3場(chǎng)與路的一些對(duì)應(yīng)關(guān)系
2.6唯一性定理
習(xí)題
第3章靜電場(chǎng)及其邊值問(wèn)題的解法
3.1靜電場(chǎng)基本方程與電位方程
3.1.1靜電場(chǎng)基本方程
3.1.2電位定義
3.1.3電位方程
*3.2靜電場(chǎng)中的介質(zhì)
3.2.1介質(zhì)的極化
3.2.2介質(zhì)中的高斯定理與相對(duì)介電常數(shù)
3.3靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體與電容
3.3.1靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體
3.3.2電容
*3.3.3導(dǎo)體系的部分電容
3.4靜電場(chǎng)的能量和電場(chǎng)力
3.4.1靜電場(chǎng)的能量
3.4.2用場(chǎng)量表示的電場(chǎng)能量
3.4.3電場(chǎng)力
3.5靜電場(chǎng)的邊界條件
3.5.1
和的邊界條件
3.5.2電位的邊界條件
3.6靜電場(chǎng)邊值問(wèn)題與鏡像法
3.6.1靜電場(chǎng)邊值問(wèn)題
3.6.2靜電場(chǎng)唯一性定理
3.6.3鏡像法
3.7分離變量法
3.7.1直角坐標(biāo)系中的分離變量法
*3.7.2圓柱坐標(biāo)系中的分離變量法
習(xí)題
第4章恒定電場(chǎng)和恒定磁場(chǎng)
4.1恒定電場(chǎng)
4.1.1恒定電場(chǎng)的基本方程
4.1.2恒定電場(chǎng)的邊界條件
4.1.3靜電比擬法
4.2恒定磁場(chǎng)的基本方程和邊界條件
4.2.1恒定磁場(chǎng)的基本方程
4.2.2恒定磁場(chǎng)的邊界條件
4.3恒定磁場(chǎng)的矢量磁位
4.3.1磁矢位的定義與方程
4.3.2的微分方程與積分表示式
*4.3.3的邊界條件
4.4電感
4.4.1自感
4.4.2互感
*4.5恒定磁場(chǎng)的能量和磁場(chǎng)力
4.5.1恒定磁場(chǎng)的能量
4.5.2磁場(chǎng)力
習(xí)題
第5章時(shí)變電磁場(chǎng)和平面電磁波
5.1時(shí)諧電磁場(chǎng)的復(fù)數(shù)表示
5.1.1復(fù)數(shù)
5.1.2復(fù)矢量
5.2復(fù)數(shù)形式的麥克斯韋方程組
5.2.1復(fù)數(shù)形式的麥?zhǔn)戏匠探M
5.2.2復(fù)數(shù)形式的波動(dòng)方程和邊界條件
5.3復(fù)坡印廷矢量和復(fù)坡印廷定理
5.3.1復(fù)坡印廷矢量
5.3.2復(fù)坡印廷定理
5.4理想介質(zhì)中的平面波
5.4.1平面波的電磁場(chǎng)
5.4.2平面波的傳播特性
5.4.3電磁波譜
5.5導(dǎo)電媒質(zhì)中的平面波
5.5.1導(dǎo)電媒質(zhì)的分類
5.5.2平面波在導(dǎo)電媒質(zhì)中的傳播特性
5.5.3平面波在良導(dǎo)體中的傳播特性及集膚深度和表面電阻
*5.5.4電磁波對(duì)人體的熱效應(yīng)
*5.6等離子體中的平面波
5.6.1等離子體的等效介電常數(shù)
5.6.2平面波在等離子體中的傳播特性
5.7電磁波的極化
5.7.1線極化
5.7.2圓極化
5.7.3橢圓極化
5.7.4圓極化波的應(yīng)用
習(xí)題
第6章平面電磁波的反射與折射
6.1平面波對(duì)平面邊界的垂直入射
6.1.1對(duì)理想導(dǎo)體的垂直入射
6.1.2對(duì)理想介質(zhì)的垂直入射
*6.1.3對(duì)多層邊界的垂直入射
6.2平面波對(duì)理想導(dǎo)體的斜入射
6.2.1沿任意方向傳播的平面波
6.2.2垂直極化波對(duì)理想導(dǎo)體的斜入射與快波
6.2.3平行極化波對(duì)理想導(dǎo)體的斜入射
6.3平面波對(duì)理想介質(zhì)的斜入射
6.3.1相位匹配條件和斯奈爾定律
6.3.2菲涅耳公式
6.4全折射和全反射
6.4.1全折射
6.4.2全反射與慢波
6.4.3光纖通信
習(xí)題
第7章電磁波的輻射與散射
7.1時(shí)諧電磁場(chǎng)的位函數(shù)
7.1.1時(shí)諧場(chǎng)位函數(shù)的定義與方程
7.1.2時(shí)諧場(chǎng)位函數(shù)的求解與格林函數(shù)
7.2電流元的輻射
7.2.1定義與其電磁場(chǎng)
7.2.2近區(qū)場(chǎng)
7.2.3遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)
7.2.4輻射方向圖
7.2.5輻射功率和輻射電阻
7.3對(duì)偶原理及磁流元的輻射
7.3.1廣義麥克斯韋方程組與對(duì)偶原理
7.3.2磁流元和小電流環(huán)的輻射
7.4等效原理與惠更斯元的輻射
7.4.1等效原理
7.4.2惠更斯元的輻射
7.5電磁波的散射
7.5.1散射場(chǎng)定義與瑞利散利
7.5.2雷達(dá)散射截面
習(xí)題
第8章天線基礎(chǔ)
8.1天線的功能與分類
8.1.1天線的功能
8.1.2天線的分類
8.2天線電參數(shù)和傳輸方程
8.2.1方向系數(shù)
8.2.2輻射效率和增益
8.2.3輸入阻抗與帶寬
8.2.4有效面積與傳輸方程
8.3對(duì)稱振子
8.3.1對(duì)稱振子的電流分布和遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)
8.3.2對(duì)稱振子的方向圖、輻射電阻和方向系數(shù)
8.3.3對(duì)稱振子的輸入阻抗
8.4天線陣
8.4.1二元邊射陣與方向圖乘積定理
8.4.2二元端射陣
8.4.3N元邊射陣
8.5微帶天線
8.5.1引言
8.5.2微帶天線工作原理
*8.5.3微帶貼片天線分析
8.6拋物面天線
8.6.1拋物面的幾何關(guān)系和幾何光學(xué)特性
*8.6.2口徑天線的輻射場(chǎng)和方向性
*8.6.3拋物面天線的方向圖和方向系數(shù)
8.7互易定理與天線方向圖的測(cè)試
8.7.1互易定理的一般形式
8.7.2收發(fā)天線方向圖的互易性與方向圖的測(cè)試
習(xí)題
第9章射頻傳輸線
9.1傳輸線中的導(dǎo)行電磁波
9.1.1縱向場(chǎng)法
9.1.2導(dǎo)行波的分類
9.2矩形波導(dǎo)及諧振腔
9.2.1TE波和TM波的電磁場(chǎng)分量
9.2.2TE波和TM波的傳播特性
9.2.3TE10波
9.2.4諧振腔
9.3同軸線
9.3.1同軸線的傳輸特性
*9.3.2同軸線的高次模
9.4微帶線
9.4.1微帶線的傳輸模式
9.4.2微帶線的準(zhǔn)靜態(tài)特性參量
9.5雙導(dǎo)線
9.5.1傳輸線方程及其解
9.5.2傳播常數(shù)和特性阻抗
9.6端接負(fù)載的無(wú)耗傳輸線
9.6.1端接任意負(fù)載阻抗的無(wú)耗長(zhǎng)線
9.6.2幾種典型情形
9.7史密斯圓圖與阻抗匹配
9.7.1史密斯圓圖
9.7.2傳輸線匹配的意義
9.7.3傳輸線的阻抗匹配
習(xí)題
附錄A矢量分析公式
A.1矢量恒等式
A.2矢量微分算子
A.3坐標(biāo)變換
附錄B常用數(shù)學(xué)公式和常數(shù)
B.1三角函數(shù)
B.2雙曲函數(shù)
B.3對(duì)數(shù)
B.4級(jí)數(shù)
B.5常數(shù)與換算
附錄C符號(hào)和單位
附錄D無(wú)線電頻段劃分
附錄E國(guó)產(chǎn)矩形波導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)尺寸
附錄F主要人名編年表
參考文獻(xiàn)
書(shū)單推薦
