電磁場理論與微波工程基礎(chǔ)

前言

隨著信息科學(xué)技術(shù)的進步，電磁運動規(guī)律及其應(yīng)用在電子信息類專業(yè)本科生知識結(jié)構(gòu)中的重要性越來越為人們所關(guān)注，這也對電磁場與電磁波類課程的教學(xué)提出了更高的要求。近年來，國內(nèi)各高等院校對電磁場與電磁波類課程的教學(xué)進行了不同程度的改革?；A(chǔ)要加強，深度要提高，內(nèi)容涵蓋要寬，要與現(xiàn)代電磁理論的最新應(yīng)用相結(jié)合，但授課時數(shù)要減少，已成為課程改革的共識，并已出版了多個版本的電磁場與電磁波類課程的教材以適應(yīng)這一改革。比較通用的，如“電磁場與電磁波”，涵蓋電磁場理論、微波技術(shù)與天線，而“微波工程”，大體涵蓋微波技術(shù)、天線以及射頻與微波電路。這兩門課如果分開講授，每門課要80學(xué)時，合起來就要160學(xué)時。但兩門課內(nèi)容有交叉，如果統(tǒng)一起來講，128個學(xué)時也就差不多了。編寫“電磁場理論與微波工程基礎(chǔ)”教材的初衷是，將“電磁場與電磁波”與“微波工程”兩門課涵蓋的內(nèi)容有機地組織到一本教材中，使基本電磁理論與工程應(yīng)用更好結(jié)合，使總的教學(xué)時數(shù)減少到96～104個學(xué)時。

內(nèi)容概要

　　本書將電磁場與電磁波以及微波工程兩門課涵蓋的內(nèi)容有機組織在一起，使理論與應(yīng)用更好地結(jié)合。本書對電磁場與電磁波的分析研究按先交變場后靜態(tài)場并以交變場為主的體系進行，靜態(tài)場作為交變場角頻率w→O的特例給出。對交變場的討論，通過導(dǎo)波結(jié)構(gòu)的傳輸線模型將場與路兩種處理方法巧妙結(jié)合起來，便于工程技術(shù)人員閱讀。本書對微波工程有關(guān)問題的闡述，結(jié)合微帶結(jié)構(gòu)的射頻與微波電路進行，以便與網(wǎng)絡(luò)通信應(yīng)用的背景更好結(jié)合。全書共10章。第1章麥克斯韋方程；第2章傳輸線理論與圓圖；第3章平面波及其在介質(zhì)交界面的反射與折射；第4章波導(dǎo)、諧振器與周期結(jié)構(gòu)；第5章天線；第6章靜態(tài)場（作為交變場特例給出）；第7章射頻與微波器件的等效網(wǎng)絡(luò)表示；第8章功分器、耦合器、濾波器；第9章放大器、振蕩器、混頻器；第10章射頻前端電路系統(tǒng)分析與設(shè)計。　　本書可作為電子信息類專業(yè)本科生“電磁場與電磁波”以及“微波工程”課程的教材，同時也可供有關(guān)工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

第1章 麥克斯韋方程　1.1 積分形式的麥克斯韋方程　　1.1.1 庫侖定理與高斯定理　　1.1.2 磁通連續(xù)性原理　　1.1.3 法拉弟電磁感應(yīng)定理　　1.1.4 安培全電流定理與位移電流　　1.1.5 積分形式的麥克斯韋方程組　　1.1.6 電荷與電流分布的模型　1.2 微分形式的麥克斯韋方程　　1.2.1 梯度算符　　1.2.2 標量場的梯度　　1.2.3 矢量場的散度與散度定理　　1.2.4 矢量場的旋度與斯托克斯定理　　1.2.5 矢量運算的幾個恒等關(guān)系　　1.2.6 微分形式的麥克斯韋方程　1.3 復(fù)矢量與時諧場的麥克斯韋方程組　　1.3.1 復(fù)矢量　　1.3.2 用復(fù)矢量表示的時諧場的麥克斯韋方程　　1.3.3 靜電場、恒定磁場與時變場　1.4 電流連續(xù)性原理　1.5 物質(zhì)的本構(gòu)關(guān)系　　1.5.1 麥克斯韋方程組中獨立的方程數(shù)與物質(zhì)的本構(gòu)關(guān)系　　1.5.2 介質(zhì)按∈、u、d進行分類　1.6 洛侖茲力　　1.6.1 洛侖茲力方程　　1.6.2 等離子體　1.7 正交坐標系　　1.7.1 圓柱坐標系及電磁場量在圓柱坐標系中的表示　　1.7.2 球坐標系及電磁場量在球坐標系中的表示　　1.7.3 坐標變換　　1.7.4 梯度、散度、旋度在柱坐標與球坐標系下的表達式　1.8 坡印廷定理　1.9 電磁場的幾個基本原理和定理　　1.9.1 疊加定理　　1.9.2 時變電磁場的唯一性定理　　1.9.3 等效原理　　1.9.4 對偶定理　　1.9.5 鏡像原理　　1.9.6 互易定理　習(xí)題1第2章 傳輸線基本理論與圓圖　2.1 基爾霍夫電壓、電流定理　2.2 傳輸線的等效電路模型與傳輸線方程及其解　　2.2.1 傳輸線的等效電路模型　　2.2.2 傳輸線方程及其解　　2.2.3 傳輸線的特征參數(shù)　2.3 反射系數(shù)、駐波系數(shù)與輸入阻抗　　2.3.1 反射系數(shù)n與輸入阻抗Zin（或輸入導(dǎo)納Yin）　　2.3.2 電壓、電流沿傳輸線變換的圖示及駐波系數(shù)與駐波相位　　2.3.3 阻抗（或?qū)Ъ{）沿傳輸線變換的圖示及分布式微帶電路元件　　2.3.4 傳輸功率　2.4 傳輸線圓圖　　2.4.1 反射系數(shù)圓與阻抗圓圖　　2.4.2 導(dǎo)納圓圖　2.5 圓圖應(yīng)用　　2.5.1 傳輸線工作狀態(tài)的圖示　　2.5.2 輸入阻抗的計算　　2.5.3 與負載相關(guān)的物理量在圓圖上的表示　　2.5.4 用圓圖進行電路的阻抗匹配　2.6 耦合微帶線　2.7 傳輸線的瞬態(tài)響應(yīng)　　2.7.1 時域分析　　2.7.2 頻域分析　習(xí)題2第3章 平面波及其在介質(zhì)交界面的反射與折射　3.1 波方程及其平面波解　　3.1.1 無源、線性、均勻、無耗且各向同性介質(zhì)中的波方程　　3.1.2 平面電磁波　　3.1.3 導(dǎo)電介質(zhì)中的平面波　3.2 平面波的極化、色散以及電磁波譜　　3.2.1 平面波的極化　　3.2.2 色散與群速　　3.2.3 電磁波譜　3.3 各向異性介質(zhì)中平面波　　3.3.1 各向異性介質(zhì)中e、u的并矢表示　　3.3.2 電各向異性介質(zhì)中的波方程及其平面波解　　3.3.3 磁化鐵氧體中的平面波，　3.4 電磁波按TE、TM模的分解以及波傳播傳輸線模型　　3.4.1 任何電磁波可分解為TE與TM兩種模式電磁波的線性組合　　3.4.2 電磁波傳播的傳輸線模型　3.5 邊界條件　　3.6 平面波在介質(zhì)交界面的反射與折射　　3.6.1 分析模型與分析方法　　3.6.2 介質(zhì)交界面對TE波（或垂直極化波）的反射與折射　　3.6.3 介質(zhì)交界面對TM波（或平行極化波）的反射與折射　　3.6.4 臨界角與布儒斯特角　　3.6.5 吸收介質(zhì)界面的反射　　3.6.6 導(dǎo)體界面的反射　　3.6.7 電離層的反射　3.7 多層平板介質(zhì)中波的傳播　習(xí)題3第4章 波導(dǎo)、諧振器與周期結(jié)構(gòu)　4.1 波導(dǎo)概述　　4.1.1 波導(dǎo)的基本特征　　4.1.2 波導(dǎo)的特征參數(shù)　　4.1.3 波導(dǎo)問題的求解　4.2 平板介質(zhì)波導(dǎo)　　4.2.1 平板介質(zhì)波導(dǎo)的橫向諧振原理　　4.2.2 用橫向諧振原理分析平板介質(zhì)波導(dǎo)　4.3 矩形波導(dǎo)　　4.3.1 矩形波導(dǎo)中波傳播的部分波解譯　　4.3.2 矩形波導(dǎo)的求解　　4.3.3 色散特性　　4.3.4 特征阻抗與等效阻抗　　4.3.5 矩形波導(dǎo)管壁的電流　　4.3.6 矩形波導(dǎo)的損耗　　4.3.7 矩形波導(dǎo)的激勵與耦合　4.4 圓波導(dǎo)　　4.4.1 場量表達式　　4.4.2 三個主要模式及其應(yīng)用　4.5 光纖　　4.5.1 光纖的射線分析　　4.5.2 光纖標量波動分析　　4.5.3 線偏振模及其截止特性與場分布　4.6 諧振器　　4.6.1 諧振器的特征參數(shù)　　4.6.2 傳輸線型空腔諧振器　　4.6.3 微帶諧振器與介質(zhì)諧振器　　　　4.6.4 諧振器與波導(dǎo)的耦合　　4.6.5 諧振器特征參數(shù)的測量　4.7 周期結(jié)構(gòu)　　4.7.1 周期結(jié)構(gòu)的一般性質(zhì)　　4.7.2 電磁帶隙結(jié)構(gòu)　4.8 波導(dǎo)器件　習(xí)題4第5章 天線　5.1 概述　5.2 標量和矢量位函數(shù)及其解　5.3 電偶極子與磁偶極子天線的輻射　　5.3.1 電偶極子的輻射　　5.3.2 磁偶極子的輻射　5.4 線天線　　5.4.1 線天線分析的基本思路及其解　　5.4.2 線天線舉例　5.5 線陣天線　5.6 口徑天線　　5.6.1 理想口徑天線　　5.6.2 拋物面天線與卡塞格倫天線　5.7 微帶天線　5.8 傳輸方程與雷達方程　　5.8.1 傳輸方程　　5.8.2 雷達方程　習(xí)題5第6章 靜態(tài)場　6.1 靜態(tài)場的支配方程與邊界條件　　6.1.1 靜態(tài)場的基本方程　　6.1.2 靜態(tài)場的邊界條件　　6.1.3 回路中存在非保守場時的基爾霍夫電壓定理（KVL）　6.2 靜電場問題求解舉例　6.3 電場中的介質(zhì)、導(dǎo)體與電容　　6.3.1 電場中的介質(zhì)　　6.3.2 電場中的導(dǎo)體與電容……第7章 射頻與微波器件的等效網(wǎng)絡(luò)表示第8章 功分器、耦合器與濾波器第9章 放大器、振蕩器與混頻器第10章 射頻前端電路系統(tǒng)分析與設(shè)計附錄參考文獻

章節(jié)摘錄

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編輯推薦

《普通高等教育"十一五"國家級規(guī)劃教材?電磁場理論與微波工程基礎(chǔ)》：普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材?！镀胀ǜ叩冉逃?十一五"國家級規(guī)劃教材?電磁場理論與微波工程基礎(chǔ)》可作為電子信息類專業(yè)本科生“電磁場與電磁波”以及“微波工程”課程的教材，同時也可供有關(guān)工程技術(shù)人員參考。

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