分層介質(zhì)中的電磁場(chǎng)和電磁波

前言

分層介質(zhì)中電磁場(chǎng)和電磁波的理論在短波通信、對(duì)潛通信、地波超視距雷達(dá)、地球物理探測(cè)、遙感、微帶天線設(shè)計(jì)等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。因此，分層介質(zhì)中場(chǎng)和波的研究已成為電磁理論和應(yīng)用中最活躍、發(fā)展速度最快的研究領(lǐng)域之一。對(duì)于平面分層介質(zhì)、柱面分層介質(zhì)和球面分層介質(zhì)中的電磁場(chǎng)與電磁波的問(wèn)題，很多可以用解析方法求解。近十年來(lái)，作者一直專注于分層介質(zhì)中電磁場(chǎng)與電磁波的研究，并已經(jīng)與導(dǎo)師、合作者和學(xué)生們一起在此領(lǐng)域做了許多具有自己特色的理論研究，其中大部分研究成果已在國(guó)內(nèi)外有關(guān)期刊上公開(kāi)發(fā)表。在單位領(lǐng)導(dǎo)和同事的支持與鼓勵(lì)下，作者系統(tǒng)地總結(jié)了近年來(lái)我們?cè)诖祟I(lǐng)域內(nèi)的研究成果，在學(xué)術(shù)前輩陳抗生教授的建議下撰寫(xiě)了這部專著。其中大部分內(nèi)容是作者和合作者及所指導(dǎo)的研究生的共同成果，為了使本書(shū)內(nèi)容有較好的系統(tǒng)性，也引用了一些國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究成果。在理論研究方法上，追求獲得具有明確的物理意義、簡(jiǎn)單、同時(shí)又能夠得到足夠精度的解析表達(dá)式，而不是使用純粹的數(shù)值解。首先，將實(shí)際的電磁場(chǎng)和電磁波問(wèn)題進(jìn)行合理的簡(jiǎn)化，建立一個(gè)理想化的物理模型，把一個(gè)實(shí)際問(wèn)題轉(zhuǎn)化為尋找一個(gè)滿足特定邊界條件的麥克斯韋方程組的數(shù)學(xué)問(wèn)題；然后，靈活地應(yīng)用數(shù)學(xué)物理方法范疇內(nèi)的各種數(shù)學(xué)工具，獲得最終的解析表達(dá)式并計(jì)算出相應(yīng)的數(shù)值結(jié)果。

內(nèi)容概要

本書(shū)是一本系統(tǒng)闡述分層介質(zhì)中電磁場(chǎng)和電磁波的專著，內(nèi)容主要包括平面分層介質(zhì)中電偶極子激勵(lì)的電磁場(chǎng)近似解、低頻電磁波繞覆蓋介質(zhì)層的球形地面?zhèn)鞑サ慕平庖约皟蓪咏橘|(zhì)分界面附近的瞬態(tài)場(chǎng)的嚴(yán)格解和近似解。本書(shū)的突出特點(diǎn)為在平面及球面分層模型下求解電磁場(chǎng)和電磁波的解析解，而對(duì)廣泛使用的電磁場(chǎng)的數(shù)值方法則很少涉及。    本書(shū)可供從事無(wú)線電波傳播的研究人員、電磁理論和應(yīng)用的研究人員，以及高等院校無(wú)線電物理和電磁場(chǎng)理論與微波技術(shù)專業(yè)的師生使用。

書(shū)籍目錄

第1章 電磁理論預(yù)備知識(shí)  1.1 庫(kù)侖定律和電場(chǎng)強(qiáng)度  1.2 電位移矢量和高斯定理  1.3 電荷守恒定律和電流連續(xù)性方程  1.4 安培實(shí)驗(yàn)定律和磁感應(yīng)強(qiáng)度  1.5 安培環(huán)路定理和磁通連續(xù)性原理  1.6 磁介質(zhì)的磁化和磁場(chǎng)強(qiáng)度  1.7 法拉第電磁感應(yīng)定律  1.8 位移電流的概念  1.9 導(dǎo)電物質(zhì)中的傳導(dǎo)電流  1.10 麥克斯韋方程組與洛侖茲力公式  1.11 物質(zhì)中的本構(gòu)方程  1.12 介質(zhì)分界面上場(chǎng)的邊值關(guān)系第2章 對(duì)分層介質(zhì)中電磁場(chǎng)和電磁波研究的歷史性回顧  2.1 電磁波  2.2 zenneck表面波  2.3 索末菲爾德積分  2.4 沿分層介質(zhì)表面?zhèn)鞑サ谋砻娌? 2.5 沿兩種介質(zhì)分界面?zhèn)鞑サ膫?cè)面波  2.6 沿三層介質(zhì)分界面?zhèn)鞑サ奈奖砻娌? 2.7 偶極子在地球表面激勵(lì)的輻射場(chǎng)第3章 垂直電偶極子在三層介質(zhì)中激勵(lì)的電磁場(chǎng)  3.1 電磁波場(chǎng)分量的積分表達(dá)式  3.2 理想導(dǎo)電基底情況下垂直電偶極子激勵(lì)的電磁場(chǎng)    3.2.1 表面波和側(cè)面波的積分表達(dá)式    3.2.2 極點(diǎn)方程的根的求解    3.2.3 極點(diǎn)方程的根的變化規(guī)律    3.2.4 理想導(dǎo)電基底情況下三層介質(zhì)中場(chǎng)分量的完整表達(dá)式    3.2.5 理想導(dǎo)電基底情況典型條件下的計(jì)算和討論  3.3 非理想導(dǎo)電基底情況下垂直電偶極子激勵(lì)的電磁場(chǎng)    3.3.1 表面波和側(cè)面波的積分表達(dá)式    3.3.2 極點(diǎn)方程的根的求解    3.3.3 極點(diǎn)方程的根的變化規(guī)律    3.3.4 非理想導(dǎo)電基底情況下三層介質(zhì)中場(chǎng)分量的完整表達(dá)式    3.3.5 非理想導(dǎo)電基底情況典型條件下的計(jì)算和討論  3.4 三層介質(zhì)中的垂直偶極子產(chǎn)生的輻射場(chǎng)    3.4.1 三層介質(zhì)中的垂直偶極子產(chǎn)生的輻射場(chǎng)    3.4.2 典型條件下的計(jì)算和討論第4章 水平電偶極子在三層介質(zhì)中激勵(lì)的電磁場(chǎng)  4.1 電磁波場(chǎng)分量的積分表達(dá)式  4.2 電磁波場(chǎng)分量的解析表達(dá)式    4.2.1 電型波分量    4.2.2 磁型波分量    4.2.3 場(chǎng)分量的完整表達(dá)式    4.2.4 和已有結(jié)果的比較    4.2.5 典型條件下的計(jì)算和討論  4.3 三層介質(zhì)中水平電偶極子產(chǎn)生的輻射場(chǎng)    4.3.1 三層介質(zhì)中水平電偶極子產(chǎn)生的輻射場(chǎng)    4.3.2 微帶天線    4.3.3 典型條件下的計(jì)算和討論  4.4 本章小結(jié)第5章 垂直電偶極子在四層介質(zhì)中激勵(lì)的電磁場(chǎng)  5.1 電磁波場(chǎng)分量的積分表達(dá)式  5.2 吸附表面波和側(cè)面波  5.3 計(jì)算結(jié)果和討論第6章 水平電偶極子在四層介質(zhì)中激勵(lì)的電磁場(chǎng)  6.1 電磁波場(chǎng)分量的積分表達(dá)式  6.2 電磁波場(chǎng)分量的解析表達(dá)式    6.2.1 電型波分量    6.2.2 磁型波分量    6.2.3 場(chǎng)分量的完整表達(dá)式  6.3 計(jì)算結(jié)果和討論第7章 三層球面分層介質(zhì)中的電磁場(chǎng)和電磁波  7.1 垂直電偶極子在覆蓋一層介質(zhì)的地球表面激勵(lì)的電磁場(chǎng)    7.1.1 空氣層和介質(zhì)層中的波場(chǎng)結(jié)構(gòu)    7.1.2 利用源區(qū)條件確定激勵(lì)系數(shù)    7.1.3 空氣層中電磁場(chǎng)分量的近似式    7.1.4 復(fù)宗量愛(ài)里函數(shù)的性質(zhì)及其數(shù)值計(jì)算方法    7.1.5 模方程的根的計(jì)算    7.1.6 空氣層中場(chǎng)分量的計(jì)算結(jié)果及討論  7.2 垂直磁偶極子在覆蓋一層介質(zhì)的地球表面激勵(lì)的電磁場(chǎng)    7.2.1 空氣層和介質(zhì)層中的波場(chǎng)結(jié)構(gòu)    7.2.2 空氣層中場(chǎng)分量的計(jì)算結(jié)果及討論  7.3 水平電偶極子在覆蓋一層介質(zhì)的地球表面激勵(lì)的電磁場(chǎng)  7.4 本章小結(jié)第8章 覆蓋多層介質(zhì)的球形地面上的電磁場(chǎng)和電磁波  8.1 垂直電偶極子在覆蓋多層介質(zhì)的球形地面上激勵(lì)的電磁場(chǎng)  8.2 垂直磁偶極子在覆蓋多層介質(zhì)的球形地面上激勵(lì)的電磁場(chǎng)  8.3 水平電偶極子在覆蓋多層介質(zhì)的球形地面上激勵(lì)的電磁場(chǎng)  8.4 空氣層中場(chǎng)分量的計(jì)算結(jié)果及討論第9章 水平電偶極子在半空間激勵(lì)的瞬態(tài)場(chǎng)的嚴(yán)格解  9.1 δ源激勵(lì)的水平電偶極子在半空間邊界上產(chǎn)生的瞬態(tài)場(chǎng)    9.1.1 水平電偶極子在半空間邊界上激勵(lì)的頻域場(chǎng)的積分表達(dá)式    9.1.2 瞬態(tài)場(chǎng)分量E2ρ的嚴(yán)格解    9.1.3 瞬態(tài)場(chǎng)分量E2φ的嚴(yán)格解    9.1.4 瞬態(tài)場(chǎng)分量B2z的嚴(yán)格解    9.1.5 小結(jié)  9.2 高斯源激勵(lì)的水平電偶極子在半空間邊界上產(chǎn)生的瞬態(tài)場(chǎng)    9.2.1 高斯源激勵(lì)的瞬態(tài)場(chǎng)的嚴(yán)格解    9.2.2 計(jì)算結(jié)果及討論第10章 水平電偶極子在一維各向異性介質(zhì)表面激勵(lì)的瞬態(tài)場(chǎng)的近似解  10.1 δ源激勵(lì)的水平電偶極子在單軸介質(zhì)表面產(chǎn)生的瞬態(tài)場(chǎng)    10.1.1 δ源激勵(lì)的瞬態(tài)場(chǎng)的解析表達(dá)式    10.1.2 計(jì)算結(jié)果及討論  10.2 高斯源激勵(lì)的水平電偶極子在單軸介質(zhì)表面上的瞬態(tài)場(chǎng)    10.2.1 高斯源激勵(lì)的瞬態(tài)場(chǎng)的解析表達(dá)式    10.2.2 計(jì)算結(jié)果及討論參考文獻(xiàn)

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《分層介質(zhì)中的電磁場(chǎng)和電磁波》可供從事無(wú)線電波傳播的研究人員、電磁理論和應(yīng)用的研究人員，以及高等院校無(wú)線電物理和電磁場(chǎng)理論與微波技術(shù)專業(yè)的師生使用?！斗謱咏橘|(zhì)中的電磁場(chǎng)和電磁波》是由浙江大學(xué)出版社出版的。

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