电磁场与电磁波PDF|Epub|txt|kindle电子书版本网盘下载

电磁场与电磁波PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

第1章 引言——波与矢量分析1

1.1 概述1

1.2 电磁场与电磁波的基本概念2

1.2.1 电场强度E与电通量密度D2

1.2.2 磁通量密度B与磁场强度H6

1.2.3 静电场、恒定磁场与时变场9

1.2.4 介质的电磁特性10

1.2.5 电磁波10

1.3 波动特征11

1.4 时谐标量波的复数表示15

1.4.1 用复数“表示”时谐标量波15

1.4.2 两时谐标量波乘积的时间平均值18

1.5 电磁波谱19

1.5.1 电磁波谱图19

1.5.2 电磁波大气传输窗口20

1.5.3 不同波段电磁波的传播特性及其应用21

1.6.1 标量、矢量与场22

1.6 矢量分析与场论22

1.6.2 标量场的等值面与梯度26

1.6.3 矢量场的通量与散度28

1.6.4 矢量场的环量与旋度31

1.6.5 矢量运算的几个恒等关系35

1.6.6 矢量场的分类与亥姆霍兹定理37

1.6.7 格林定理38

1.7 正交坐标系40

1.7.1 圆柱坐标系40

1.7.2 球坐标系42

1.7.3 坐标变换44

1.7.4 坐标单位矢量对空间坐标的偏导数46

1.7.5 梯度、散度和旋度在柱坐标与球坐标系下表达式48

1.8 电荷与电流分布的模型49

本章要点51

习题53

2.1 传输线的等效电路模型与传输线方程及其解55

2.1.1 传输线的等效电路模型55

第2章 传输线基本理论与圆图55

2.1.2 传输线方程及其解58

2.1.3 传输线的特征参数62

2.2 描述传输线状态的特征量沿传输线的变换64

2.2.1 描述传输线状态的特征量沿传输线变换的关系式65

2.2.2 描述传输线状态的特征量沿传输线变换关系的图示68

2.3 传输功率与传输效率77

2.3.1 传输功率77

2.3.2 传输效率79

2.4 传输线圆图80

2.4.1 反射系数圆与阻抗圆图81

2.4.2 导纳圆图84

2.5 圆图应用举例86

2.6 阻抗匹配及阻抗匹配器92

2.6.1 λ/4变换器93

2.6.2 并联支路可变电纳匹配器94

2.7 耦合传输线100

2.7.1 奇、偶模分析100

2.7.2 耦合微带线满足的方程及其解102

2.7.3 微带双分支定向耦合器105

2.8 传输线的瞬态响应107

2.8.1 时域分析107

2.8.2 频域分析111

本章要点111

习题112

3.1 积分与微分形式的麦克斯韦方程116

3.1.1 从库仑定理到高斯定理116

第3章 麦克斯韦方程116

3.1.2 磁通连续性原理118

3.1.3 法拉第电磁感应定理119

3.1.4 安培全电流定理120

3.1.5 积分与微分形式的麦克斯韦方程组122

3.2 复矢量与时谐场的麦克斯韦方程组124

3.2.1 时谐矢量的复矢量表示与时谐场的麦克斯韦方程组124

3.2.2 两时谐矢量叉积时间平均值的计算127

3.3 电流连续性原理127

3.4 物质的本构关系128

3.5.1 洛伦兹力方程132

3.5 洛伦兹力132

3.5.2 等离子体133

3.6 坡印廷定理134

3.7 电磁场的几个基本原理和定理139

3.7.1 叠加定理139

3.7.2 时变电磁场的唯一性定理139

3.7.3 镜像原理140

3.7.4 等效原理140

3.7.5 对偶定理141

3.7.6 互易定理142

本章要点145

习题147

第4章 均匀平面波149

4.1 波方程149

4.2 平面电磁波150

4.3 极化155

4.4 有耗介质中的平面波159

4.5 色散与群速164

4.6.1 TEM模传播的传输线模型167

4.6 平面波传播的传输线模型167

4.6.2 TE模传播的传输线模型168

4.6.3 TM模传播的传输线模型169

4.6.4 电磁波传播传输线模型的一般证明171

本章要点177

习题178

第5章 波的反射与折射及多层介质中波的传播181

5.1 边界条件182

5.2 介质交界面的反射与折射185

5.2.1 介质交界面对TE波（或垂直极化波）的反射与折射186

5.2.2 介质交界面对TM波的反射与折射192

5.3 临界角与布儒斯特角197

5.3.1 临界角197

5.3.2 布儒斯特（Brewster）角200

5.4 吸收介质边界上的反射和折射201

5.5 介质－导体交界面的反射203

5.5.1 平面波从完纯导体表面的反射204

5.5.2 电离层的反射208

5.6.1 单层介质系统的波动分析与射线分析210

5.6 多层平板介质中波的传播210

5.6.2 多层平板介质系统中波的传播213

5.7 多层平板介质系统瞬态响应的传输线模型分析221

本章要点227

习题228

第6章 波导232

6.1 概述232

6.1.1 波导的基本特征232

6.2 矩形波导234

6.1.2 波导的特征参数234

6.2.1 矩形波导的传输线模型235

6.2.2 模式函数与场分布235

6.2.3 色散特性241

6.2.4 特征阻抗与等效阻抗245

6.2.5 矩形波导管壁的电流247

6.2.6 矩形波导的损耗248

6.2.7 矩形波导的激励与耦合251

6.2.8 矩形波导元件254

6.3 圆波导258

6.3.1 用纵向场量表示横向场量259

6.3.2 场分布与截止特性260

6.4 平板介质波导268

6.4.1 平板介质波导的横向谐振原理269

6.4.2 单层平板介质光波导271

6.4.3 条形介质光波导的近似分析——EDC法278

6.5 光纤的射线分析282

6.6 光纤的波动分析286

6.6.1 分析模型、场分量表达式与特征方程287

6.6.2 线偏振模及其截止特性与场分布291

6.6.3 归一化参量与色散298

6.6.4 无源光器件303

本章要点307

习题308

第7章 谐振器311

7.1 结构特点及其等效电路311

7.1.1 集总式谐振器与分布式谐振器311

7.1.2 分布式谐振器的等效电路312

7.1.3 谐振器结构类型314

7.2 谐振器的特征参数315

7.2.1 谐振频率316

7.2.2 品质因数316

7.3 空腔谐振器318

7.3.1 传输线型空腔谐振器的色散关系319

7.3.2 矩形空腔谐振器的场分布320

7.3.3 微扰近似下品质因数的计算322

7.3.4 波长计324

7.4 微带谐振器326

7.5 介质谐振器328

7.6 开放式谐振器331

7.7 谐振器与传输线的耦合334

7.7.1 耦合的方式334

7.7.2 传输线与谐振器耦合的等效电路335

7.7.3 谐振器特征参数的测量337

本章要点341

习题342

8.1 概述345

第8章 天线345

8.2 标量和矢量位函数及其解350

8.3 电基本振子的辐射353

8.3.1 电基本振子353

8.3.2 电基本振子辐射的电磁场355

8.3.3 电基本振子的特性356

8.4 磁基本振子的辐射、电振子与磁振子的对偶性361

8.5 线天线364

8.5.1 短振子天线365

8.5.2 中心激励半波振子天线366

8.5.3 中心激励振子天线368

8.5.4 单极天线369

8.6 列阵天线370

8.7 口径天线377

8.8 微带天线382

8.9 传输方程与雷达方程385

8.9.1 传输方程385

8.9.2 雷达方程387

本章要点388

习题389

第9章 波动专题392

9.1 瑞利散射392

9.2 傅里叶光学和全息396

9.3 高斯光束401

9.4 多普勒效应405

9.5 电各向异性介质中平面波409

9.5.1 各向异性介质中ε、μ的并矢表示409

9.5.2 电各向异性介质中的波方程及其平面波解410

9.5.3 寻常波与非寻常波412

9.6 磁化铁氧体中的平面波及铁氧体器件418

9.6.1 磁化铁氧体磁导率的张量表示418

9.6.2 波方程及其平面波解421

9.6.3 纵向传播的波与横向传播的波422

9.6.4 铁氧体波导器件425

本章要点430

习题431

10.1 静电场基本方程433

第10章 静电场、电场力与能433

10.2 静电位与静电场434

10.2.1 静电位434

10.2.2 静电场437

10.2.3 高斯定律及其应用441

10.2.4 从电场的线积分计算电位445

10.3 在一定边值条件下解泊松方程与拉普拉斯方程450

10.3.1 静电场的边界条件451

10.3.2 静电场的唯一性定理451

10.3.3 镜像法452

10.3.4 拉普拉斯方程解法举例454

10.3.5 泊松方程解法举例457

10.4 电场力459

10.4.1 在均匀电场E作用下荷电质点的运动460

10.4.2 电场力应用举例461

10.5 电场中的介质465

10.6 功和能及电容470

10.6.1 功和能470

10.6.2 电容479

本章要点486

习题487

第11章 恒定电场与恒定磁场492

11.1 恒定电场492

11.1.1 基本方程492

11.1.2 欧姆定理493

11.1.4 基尔霍夫电流定理494

11.1.5 边界条件494

11.1.3 焦耳定理494

11.1.6 恒定电场和静电场的类比496

11.2 恒定磁场498

11.2.1 基本方程498

11.2.2 恒定磁偶极子500

11.2.3 利用安培定理求恒定磁场501

11.3 磁场对电流的作用——磁力和转矩505

11.4 磁场能与电感512

11.5 磁场中的介质516

11.6 磁性材料和磁路520

本章要点529

习题530

第12章 波导器件的等效网络分析534

12.1 波导器件的分类与等效网络表示534

12.1.1 按与系统连接端口数对器件进行分类534

12.1.2 N端口器件的网络表示及其能量关系535

12.2 N端口网络的矩阵表示537

12.2.1 阻抗矩阵［Z］与导纳矩阵［Y］537

12.2.2 散射矩阵［S］539

12.2.3 转移矩阵［A］和传输矩阵［T］543

12.3 无源、互易和无耗网络矩阵特性551

12.3.1 互易网络散射矩阵的对称性，即Smk=Skm551

12.3.2 无源微波电路的耗散矩阵[D]=[l]-[S]+[S]为非负厄米矩阵，且｜Smk｜≤1552

12.3.3 无耗网络的散射矩阵是么正的553

12.3.4 参考面移动时S参数的幅值不变553

12.4 波导器件的等效网络矩阵特性554

12.4.1 一端口器件与一端口网络554

12.4.2 二端口器件与二端口网络555

12.4.3 三端口器件与三端口网络558

12.4.4 四端口器件与四端口网络561

本章要点566

习题567

第13章 波导及波导器件等效网络参数的数值模拟569

13.1 矩形波导分叉不连续面的等效网络表示569

13.2 条形介质波导的模式匹配分析575

13.2.1 横向等效网络576

13.2.2 表示y方向场分布的模式函数？(y)577

13.2.3 x方向等效传输线模型580

13.2.4 内外区域交界面的横向等效网络表示582

13.2.5 横向谐振与色散方程584

13.3 微带线的谱域分析585

13.3.1 微带线工作于混合模585

13.3.2 分析模型及场量的积分方程表达式586

13.3.3 用传输线模型求谱域格林函数588

13.3.4 巴塞伐尔定理593

13.3.5 用伽略金法得出微带线问题的解593

13.4 介质谐振器的有限元分析597

13.4.1 有限元法简介598

13.4.2 圆柱形介质谐振器的有限元分析602

13.5 时域有限差分方法（FDTD）的基本原理604

13.5.1 麦克斯韦方程的差分近似605

13.5.2 稳定性条件607

13.5.3 边界条件608

13.5.4 初始激励信号的选择611

13.5.5 FDTD法数值解步骤611

13.6 FDTD法模拟微带器件的等效网络参数613

13.7.1 谐振法模拟二端口网络A参数620

13.7 谐振法数值模拟波导器件的网络参数620

13.7.2 谐振法模拟N端口网络S参数622

本章要点625

习题625

主要参考书目627

附录1：坐标与算符？629

附录2：矢量运算恒等关系630

附录3：贝塞尔函数与三角函数、指数函数631

附录4：材料常数633