電磁場與電磁波

內(nèi)容概要

　　《電磁場與電磁波》是根據(jù)電子信息與通信工程專業(yè)發(fā)展對本課程的新要求，以及對學(xué)生能力培養(yǎng)、加強(qiáng)基礎(chǔ)和拓寬專業(yè)的要求而編寫。內(nèi)容包括矢量分析，靜電場，靜態(tài)場問題的解，恒定電流的電場和磁場，時變電磁場，平面電磁波，平面電磁波的反射和透射，導(dǎo)行電磁波以及電磁波的輻射?！峨姶艌雠c電磁波》在闡述基本理論的基　　礎(chǔ)上，增加了MATLAB語言在靜態(tài)場問題的解的應(yīng)用及電磁場EDA仿真設(shè)計等工程應(yīng)用方面的內(nèi)容。　　《電磁場與電磁波》可作為普通高等學(xué)校電子信息、通信工程專業(yè)本科生教材，也可供其他講授或?qū)W習(xí)電磁場與電磁波基礎(chǔ)的教師、學(xué)生及專業(yè)技術(shù)人員參考。

書籍目錄

第1章　矢量分析1.1　三種常用坐標(biāo)系1.1.1　坐標(biāo)系構(gòu)成1.1.2　坐標(biāo)變量代換1.2　標(biāo)量場與矢量場1.2.1　標(biāo)量場1.2.2　矢量場1.3　描述標(biāo)量場分布和變化規(guī)律的物理量1.3.1　等值面1.3.2　方向?qū)?shù)1.3.3　梯度1.4　描述矢量場分布和變化規(guī)律的物理量1.4.1　矢量線1.4.2　通量和散度1.4.3　環(huán)量和旋度1.5　亥姆霍茲定理本章小結(jié)習(xí)題第2章　靜電場2.1　電場強(qiáng)度2.1.1　電荷密度2.1.2　庫侖定律2.1.3　電場強(qiáng)度2.2　靜電場的高斯定理和散度2.2.1　真空中的高斯定理和散度2.2.2　電介質(zhì)中高斯定理和散度2.3　靜電場的環(huán)路定理、旋度和電位2.4　靜電場的基本方程2.4.1　場矢量基本方程2.4.2　電位的基本方程2.5　靜電場的邊界條件2.5.1　電位移矢量的邊界條件2.5.2　電場強(qiáng)度矢量的邊界條件2.5.3　電位的邊界條件2.6　導(dǎo)體系統(tǒng)的電容2.6.1　電容的定義2.6.2　電容的計算2.7　靜電場能量與能量密度本章小結(jié)習(xí)題第3章　靜態(tài)場問題的解法3.1　靜態(tài)場問題的類型3.1.1　分布型問題3.1.2　邊值型問題3.2　唯一性定理3.2.1　格林公式3.2.2　唯一性定理3.3　靜態(tài)場問題的解析解法3.3.1　鏡像法3.3.2　分離變量法3.4　基于MATLAB的靜態(tài)場問題的數(shù)值解法3.4.1　分布型問題的數(shù)值解法3.4.2　邊值型問題的數(shù)值解法本章小結(jié)習(xí)題第4章　恒定電流的電場和磁場4.1　恒定電場理論4.1.1　電流及電流密度4.1.2　歐姆定律和焦耳定律4.1.3　恒定電場的基本方程4.1.4　恒定電場的邊界條件4.2　恒定電場與靜電場比較4.3　恒定磁場理論4.3.1　恒定磁場的實(shí)驗(yàn)定律和磁感應(yīng)強(qiáng)度4.3.2　恒定磁場的基本方程4.3.3　矢量磁位4.3.4　標(biāo)量磁位4.3.5　恒定磁場的邊界條件本章小結(jié)習(xí)題第5章　時變電磁場5.1　麥克斯韋方程組5.1.1　電流連續(xù)性方程5.1.2　電磁感應(yīng)定律5.1.3　位移電流5.1.4　麥克斯韋方程組5.2　時變電磁場的邊界條件5.2.1　場矢量D和B的法向分量的邊界條件5.2.2　場矢量E和H的切向分量的邊界條件5.3　復(fù)數(shù)形式的麥克斯韋方程組5.3.1　諧變場量的復(fù)數(shù)表示5.3.2　時諧場下麥克斯韋方程組的復(fù)數(shù)形式5.3.3　時諧場下媒質(zhì)及復(fù)介電常數(shù)5.4　波動方程5.5　電磁場能量與能流5.5.1　坡印廷定理5.5.2　坡印廷定理的復(fù)數(shù)形式本章小結(jié)習(xí)題第6章　各向同性媒質(zhì)中的平面電磁波6.1　理想介質(zhì)中的均勻平面電磁波6.1.1　均勻平面波的場解6.1.2　均勻平面波的極化6.2　沿任意方向傳播的平面電磁波6.2.1　平面波的一般表達(dá)式6.2.2　平面波的視在相速6.3　有損耗媒質(zhì)中的均勻平面波6.3.1　均勻平面波的電磁場6.3.2　傳播常數(shù)和波阻抗的意義6.3.3　低損耗媒質(zhì)中的平面波6.3.4　良導(dǎo)電媒質(zhì)中的均勻平面波6.4　電磁波的色散本章小結(jié)習(xí)題第7章　均勻平面電磁波的反射和透射7.1　均勻平面波對平面分界面的垂直入射7.1.1　對理想導(dǎo)體的垂直入射7.1.2　對理想介質(zhì)的垂直入射7.2　均勻平面波對多層媒質(zhì)分界面的垂直入射7.2.1　多層媒質(zhì)中的電磁波及邊界條件7.2.2　等效波阻抗7.2.3　無反射的條件7.3　均勻平面波對介質(zhì)分界面的斜入射7.3.1　相位匹配條件和斯奈爾折射定律7.3.2　垂直極化波對理想介質(zhì)平面的斜入射7.3.3　平行極化波對理想介質(zhì)平面的斜入射7.3.4　全反射和全透射7.4　平面電磁波對理想導(dǎo)體界面的斜入射7.4.1　垂直極化波對理想導(dǎo)體平面的斜入射7.4.2　平行極化波對理想導(dǎo)體平面的斜入射本章小結(jié)習(xí)題第8章　導(dǎo)行電磁波8.1　導(dǎo)行波的傳輸特性8.1.1　導(dǎo)行波的波動方程8.1.2　TEM波的傳播特性8.1.3　TE、TM波的傳播特性8.2　矩形波導(dǎo)8.2.1　矩形波導(dǎo)中TE波的解8.2.2　矩形波導(dǎo)中TM波的解8.2.3　矩形波導(dǎo)中波的傳播特性8.3　矩形波導(dǎo)中的TM10波8.3.1　TE10模的場分布8.3.2　TE10模的傳輸特性8.3.3　矩形波導(dǎo)壁TM10模的電流分布本章小結(jié)習(xí)題第9章　電磁波的輻射9.1　電磁波的輻射條件9.2　電基本振子的輻射9.2.1　電基本振子的電磁場9.2.2　電基本振子的近區(qū)電磁場9.2.3　電基本振子的遠(yuǎn)區(qū)電磁場9.3 磁基本振子的輻射9.4　發(fā)射天線的電參數(shù)9.4.1　方向性函數(shù)和方向圖9.4.2　方向性系數(shù)9.4.3　輻射效率9.4.4　增益9.4.5　輸入阻抗9.4.6　極化9.5　線天線與線天線陣9.5.1　對稱振子天線9.5.2　線天線陣原理9.6　電磁場仿真工具在天線設(shè)計中的應(yīng)用9.6.1　現(xiàn)代電磁場仿真工具的介紹9.6.2　天線仿真實(shí)例本章小結(jié)習(xí)題附錄附錄Ⅰ　重要矢量分析公式附錄Ⅱ　第3章例題MATLAB程序附錄Ⅲ　電磁場理論的物理量及單位習(xí)題參考答案參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第1章 矢量分析　　為了在大學(xué)物理電磁學(xué)的基礎(chǔ)上跨進(jìn)電磁場理論的殿堂，必須掌握矢量分析這一利器。發(fā)表在《電磁學(xué)通論》中的麥克斯韋方程多達(dá)十幾個，外表相似，難以理解。本書利用矢量分析這一利器把這些方程壓縮為4個，以便理解和記憶?？梢姡噶糠治鲞@一數(shù)學(xué)工具功能的強(qiáng)大?！　”菊聫碾姶艌隼碚撝谐Ｓ玫淖鴺?biāo)系入手，在學(xué)習(xí)矢量的表示和運(yùn)算的基礎(chǔ)上，分析描述標(biāo)量場和矢量場分布及變化規(guī)律的物理量。這些物理量包括標(biāo)量場的等值面、方向?qū)?shù)、梯度以及矢量場的通量、散度、環(huán)量、旋度。學(xué)習(xí)這些物理量的定義和物理意義的同時，引入高斯定理、斯托克斯定理和亥姆霍茲定理，為后續(xù)章節(jié)的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)?！　?.1 三種常用坐標(biāo)系　　直角坐標(biāo)系(Rect肌gular Coordinate System)、圓柱坐標(biāo)系(Cylinder Coordinate system)和球坐標(biāo)系(Sphere coordinate system)是三種最常用的正交曲線坐標(biāo)系，是分析場在空間中分布和變化規(guī)律的基礎(chǔ)。可以根據(jù)被研究對象的幾何形狀不同采用不同的坐標(biāo)系，使問　　題得到簡化?！　　?/pre>








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