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第1章 矢量分析1

1.1 矢量代数2

1.1.1 矢量的加法和减法2

1.1.2 标量与矢量相乘2

1.1.3 矢量的点积2

1.1.4 矢量的叉积3

1.2 矢量场的散度4

1.2.1 矢量场的矢量线4

1.2.2 矢量场的通量4

1.2.3 矢量场的散度5

1.2.4 散度定理7

1.3 矢量场的旋度8

1.3.1 矢量场的环流8

1.3.2 矢量场的旋度9

1.3.3 斯托克斯定理10

1.4 标量场的梯度11

1.4.1 标量场的等值面11

1.4.2 标量场的梯度12

1.4.3 标量场的方向导数12

1.4.4 保守场13

1.5 亥姆霍兹定理15

1.6 常用坐标系16

1.6.1 直角坐标系16

1.6.2 圆柱坐标系17

1.6.3 球坐标系19

本章小结21

习题22

第2章 静态电磁场25

2.1 静态电磁场的基本实验定律25

2.1.1 电荷及电荷密度25

2.1.2 电流及电流密度26

2.1.3 库仑定律和电场强度27

2.1.4 安培力定律和磁感应强度30

2.2 静电场31

2.2.1 真空中静电场的基本方程32

2.2.2 电位函数35

2.2.3 电介质中的高斯定理及边界条件38

2.2.4 静电场的能量42

2.2.5 直角坐标系中的分离变量法43

2.2.6 镜像法46

2.3 恒定电场48

2.3.1 恒定电场的基本方程48

2.3.2 导电媒质中的传导电流49

2.3.3 恒定电场与静电场的比拟51

2.4 恒定磁场52

2.4.1 真空中恒定磁场的基本方程52

2.4.2 矢量磁位54

2.4.3 磁介质中的安培定律及边界条件56

2.4.4 恒定磁场的能量59

本章小结61

习题62

第3章 时变电磁场67

3.1 麦克斯韦方程组67

3.1.1 法拉第电磁感应定律67

3.1.2 位移电流69

3.1.3 麦克斯韦方程组71

3.2 边界条件72

3.2.1 边界条件的一般形式72

3.2.2 理想导体表面的边界条件72

3.2.3 理想介质分界面上的边界条件73

3.3 坡印廷定理73

3.4 波动方程75

3.5 时谐电磁场76

3.5.1 时谐电磁场的复数表示法76

3.5.2 复数形式的麦克斯韦方程组和亥姆霍兹方程77

3.5.3 平均能流密度矢量77

本章小结78

习题79

第4章 平面电磁波81

4.1 无界理想介质中的均匀平面波81

4.2 波的极化86

4.2.1 线极化87

4.2.2 圆极化87

4.2.3 椭圆极化88

4.3 无界损耗媒质中的均匀平面波89

4.3.1 等效介电常数90

4.3.2 损耗媒质中的电场和磁场90

4.3.3 良介质和良导体中的电磁波参数92

4.4 均匀平面波对平面分界面的垂直入射94

4.4.1 对理想导体平面的垂直入射94

4.4.2 对理想介质分界面的垂直入射96

4.4.3 对导电媒质分界面的垂直入射98

4.5 均匀平面波对平面分界面的斜入射100

4.5.1 对理想导体平面的斜入射100

4.5.2 对理想介质分界面的斜入射102

4.5.3 全反射和全透射104

本章小结105

习题106

第5章 传输线理论109

5.1 传输线方程和传输线的场分析方法110

5.1.1 长线及分布参数等效电路110

5.1.2 传输线方程及其解112

5.1.3 用场的概念分析传输线115

5.2 传输线的基本特性参数117

5.2.1 特性阻抗117

5.2.2 传播常数118

5.2.3 输入阻抗119

5.2.4 反射系数120

5.2.5 传输功率122

5.3 均匀无耗传输线工作状态分析123

5.3.1 行波工作状态123

5.3.2 驻波工作状态124

5.3.3 行驻波工作状态128

5.4 有耗传输线132

5.4.1 有耗传输线的参数以及电压、电流和阻抗的分布132

5.4.2 传输功率和效率134

5.5 史密斯阻抗圆图和导纳圆图135

5.5.1 史密斯阻抗圆图135

5.5.2 史密斯导纳圆图138

5.5.3 史密斯圆图的应用138

5.6 传输线的阻抗匹配144

5.6.1 信号源与传输线的阻抗匹配144

5.6.2 负载与传输线的阻抗匹配146

本章小结153

习题154

第6章 微波传输线160

6.1 金属波导传输线的一般分析161

6.1.1 导波方程及其求解161

6.1.2 波沿波导传输的一般特性163

6.2 矩形波导165

6.2.1 矩形波导中的波型及场分量166

6.2.2 矩形波导中波的纵向传输特性169

6.2.3 矩形波导中模式的场结构图172

6.2.4 矩形波导的管壁电流176

6.2.5 矩形波导尺寸的设计考虑177

6.3 圆波导178

6.3.1 圆波导中的波型及场分量179

6.3.2 圆波导中的主要波型及其应用182

6.4 同轴线及其高次模186

6.4.1 同轴线中的主模——TEM模186

6.4.2 同轴线中的高次模——TE模和TM模187

6.4.3 同轴线的尺寸选择原则189

6.5 带状线190

6.5.1 特性阻抗190

6.5.2 带状线的损耗和衰减194

6.5.3 带状线的尺寸选择195

6.6 微带线196

6.6.1 微带线中的模式197

6.6.2 微带线的传输特性198

6.6.3 微带线的损耗与衰减202

本章小结203

习题204

第7章 微波网络基础206

7.1 导波系统的等效传输线206

7.1.1 导波系统等效为双线传输线206

7.1.2 归一化参量208

7.2 微波元件的等效网络209

7.2.1 微波网络参考面的选择209

7.2.2 微波元件等效为微波网络210

7.2.3 微波网络的分类212

7.2.4 微波网络的分析与综合212

7.3 二端口微波网络212

7.3.1 二端口微波网络参量213

7.3.2 各种网络参量的互相转换219

7.3.3 二端口网络参量的性质221

7.4 多端口微波网络的散射矩阵222

7.5 微波网络的工作特性参量223

7.5.1 插入反射系数和插入驻波比223

7.5.2 电压传输系数224

7.5.3 插入衰减224

7.5.4 插入相移225

本章小结225

习题226

第8章 常用微波元件229

8.1 波导中的电抗元件229

8.2 连接元件231

8.2.1 接头232

8.2.2 转接元件232

8.3 分支元件234

8.3.1 矩形波导的分支元件234

8.3.2 同轴线的分支元件235

8.3.3 微带功率分配器236

8.4 终端元件237

8.4.1 匹配负载237

8.4.2 短路器238

8.5 衰减器和移相器238

8.5.1 衰减器238

8.5.2 移相器239

8.6 定向耦合器239

8.6.1 定向耦合器的技术指标240

8.6.2 混合环241

8.7 微波谐振器242

8.7.1 微波谐振器的基本特性和参数242

8.7.2 同轴线谐振器244

8.7.3 矩形谐振器245

8.7.4 圆柱形谐振器247

本章小结248

习题250

第9章 天线251

9.1 天线概述251

9.1.1 天线的定义251

9.1.2 天线的分类252

9.1.3 天线的研究方法252

9.2 动态位函数及其解252

9.2.1 动态标量位和动态矢量位252

9.2.2 动态位函数的方程253

9.2.3 动态位函数的解254

9.3 基本振子的辐射255

9.3.1 电基本振子的辐射场255

9.3.2 磁基本振子的辐射场258

9.4 天线的电参数258

9.5 对称振子天线262

9.5.1 对称振子的电流分布262

9.5.2 对称振子的辐射场263

9.5.3 对称振子的辐射电阻和输入阻抗264

9.6 天线阵264

9.6.1 二元阵与方向性乘积原理265

9.6.2 均匀直线阵266

9.7 其他类型天线简要介绍267

9.7.1 行波天线267

9.7.2 缝隙天线267

9.7.3 微带天线268

9.7.4 旋转抛物面天线268

本章小结269

习题270

第10章 电磁场与微波技术实验272

10.1 电磁波反射和折射的测量272

10.1.1 实验原理与实验装置272

10.1.2 电磁波在导体表面反射的测量274

10.1.3 电磁波向介质板斜入射的全透射测量275

10.2 电磁波参量的测量275

10.2.1 实验原理与实验装置276

10.2.2 测量电磁波波长276

10.2.3 测量电磁波相位常数和速度278

10.3 微波测试系统的认知与调整278

10.3.1 微波测试系统简介279

10.3.2 认知微波仪器与元件280

10.3.3 连接与调整微波测量系统281

10.4 晶体定标及驻波比的测量282

10.4.1 测量线晶体定标282

10.4.2 用交叉读数法测量波导波长283

10.4.3 测量驻波比285

10.5 单端口网络阻抗测量及匹配286

10.5.1 实验原理与实验装置287

10.5.2 单端口网络阻抗的测量288

10.5.3 利用调配器进行阻抗匹配289

本章小结290

习题291

附录A 圆柱坐标和球坐标293

附录B 重要的矢量公式295

附录C 国产矩形波导管的结构与参数表297

附录D 常用硬同轴线特性参数表299

附录E 常用同轴射频电缆特性参数表300

附录F 阻抗圆图301

习题答案302

参考文献311