應(yīng)用電磁學(xué)

內(nèi)容概要

由于教材對象為電子信息類專業(yè)本科生，也包括其他相關(guān)工程技術(shù)人員，因此教材不僅要涵蓋原電磁場理論、微波技術(shù)兩門課的教學(xué)內(nèi)容，還要拓展到光導(dǎo)波技術(shù)。教學(xué)時數(shù)要減少，教材內(nèi)容要精選，與網(wǎng)絡(luò)通信有關(guān)的電磁理論與技術(shù)，無論深度還是廣度都要有所加強(qiáng)。在注重電磁理論基礎(chǔ)的同時，要注意與應(yīng)用結(jié)合，尤其是與網(wǎng)絡(luò)、通信應(yīng)用的結(jié)合，還要適合自學(xué)。    根據(jù)以上對教材編寫的要求，本書在內(nèi)容體系上與迄今多數(shù)電磁場理論教材先靜態(tài)場后交變場不同，先交變場，后靜態(tài)場，并以交變場為重點。靜態(tài)場作為交變場在角頻率ω=0（或波數(shù)k＝0）的特例來處理。交變場的教學(xué)圍繞天線與波導(dǎo)展開，以適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)與通信的應(yīng)用對電磁學(xué)課程的要求。    描述電磁理論的基本數(shù)學(xué)工具——復(fù)矢量以及梯度、散度、旋度等基本概念與運(yùn)算規(guī)則，在本書第1章專門介紹。從作者的教學(xué)實踐看，這樣做對于引導(dǎo)學(xué)生直接進(jìn)入麥克斯韋方程研究交變場十分必要。作者將研究電磁場涉及的其他數(shù)學(xué)知識分散到有關(guān)章節(jié)。    本書編寫過程中力求將基本理論、基本概念與電磁學(xué)的實際應(yīng)用結(jié)合，每章都有較多的應(yīng)用例子，以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)電磁理論的興趣。    已如前述，本書第1章復(fù)矢量及矢量運(yùn)算對于第2章直接從麥克斯韋方程研究交變場是十分必要的。第3章由麥克斯韋方程得出平面波解及其基本特性。第4章研究平面波在介質(zhì)交界面的反射。第5至第8章講波導(dǎo)與諧振器。第5章證明就波的縱向傳播而言各類波導(dǎo)都可用傳輸線等效。傳輸線基本理論與圓圖則是第6章的主題。第7章討論微波到光波各類常用的波導(dǎo)。第8章討論諧振器。第9章討論天線。第10章進(jìn)一步討論電磁波的有關(guān)問題。最后除13章外的其余5章討論靜態(tài)場，它們是作為交變場的特例（當(dāng)ω=0或k=0）引入的。第11、12章為靜電場、電場力和能，第14章為直流電流，第15、16章為靜磁場、磁性材料和磁路。第13章列舉電磁場若干解題方法。有關(guān)微波與光波應(yīng)用系統(tǒng)以及構(gòu)成這些系統(tǒng)的微波、光導(dǎo)波器件在微波與光導(dǎo)波實驗課程中有所闡述，本書很少涉及。

書籍目錄

1　復(fù)矢量及矢量運(yùn)算　1.1  時諧實變標(biāo)量的復(fù)數(shù)表示　1.2  時諧實變矢量的復(fù)矢量表示　1.3  寸間平均值　1.4　矢量運(yùn)算基本規(guī)則　1.5　梯度、旋度、散度的物理意義　習(xí)題一2　麥克斯韋方程　2.1　麥克斯韋方程　2.2  本構(gòu)方程　2.3  時諧場的麥克斯韋方程　2.4  洛侖茲力　2.5　坡印廷定理　習(xí)題二3　均勻平面波　3.1  電磁波源　3.2  自由空間平面波　3.3　極化　3.4　有耗介質(zhì)中的平面波　習(xí)題三4　波的反射與透射　4.1　邊界條件　4.2　介質(zhì)交界面的反射和透射　4.3　介質(zhì)-導(dǎo)體交界面的反射　習(xí)題四5　電磁波按TE、TM模的分解以及波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的傳輸線模型　5.1  電磁波按TE及TM模的分解及其沿波導(dǎo)傳播的傳輸線模型　5.2　均勻介質(zhì)中電磁波傳播的傳輸線模型　習(xí)題五6　傳輸線基本理論與圓圖　6.1　平行雙導(dǎo)線傳輸線　6.2　同軸線傳輸線　6.3　平行板波導(dǎo)與微帶線　6.4　色散與群速　6.5　傳輸線特征量沿傳輸線的變換　6.6　傳輸功率與傳輸效率  　6.7　傳輸線圓圖　6.8　傳輸線圓圖應(yīng)用舉例　6.9　阻抗匹配及阻抗匹配器　習(xí)題六7　波導(dǎo)　7.1  概述　7.2  矩形波導(dǎo)　7.3  圓波導(dǎo)　7.4　平板介質(zhì)光波導(dǎo)　7.5  光纖　習(xí)題七8　諧振器　8.1　結(jié)構(gòu)特點及其等效電路　8.2　諧振器的特征參數(shù)　8.3　空腔諧振器　8.4　微帶諧振器　8.5　介質(zhì)諧振器　8.6　開放式諧振器　8.7　諧振器與傳輸線的耦合　習(xí)題八9　天線　9.1  天線增益和波束寬度的概念　9.2　標(biāo)量和矢量位函數(shù)及其解　9.3　無限小天線的場　9.4  線天線　9.5  列陣天線10　波動專題11　靜電場12　電場力和能13　電磁場解題方法14　直流電流15　靜磁場16　磁性材料和磁路附錄主要參考文獻(xiàn)

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