電磁場與電磁波

教材內容要反映21世紀信息科學技術的發展，體現專業課內容更新快的要求；編寫上要具有一定的彈性和可調性，以適合多數學校使用；體繫上要有所創新，突出工程技術型人才培養的特點，面向國民經濟對工程技術人才的需求，強調培養學生較系統地掌握本學科專業必需的基礎知識和基本理論，有較強的本專業的基本技能、方法和相關知識，培養學生從事實際工程的研發能力。在作者的遴選上，強調作者應在教學、科研第一線長期工作，有較高的學術水平和豐富的教材編寫經驗；教材在體系和篇幅上符合各學校的教學計劃要求。相信這套精心策劃、精心編審、精心出版的系列教材會成為精品教材，得到各院校的認可，對於新世紀高等學校教學改革和教材建設起到積極的推動作用。

電磁基本理論部分主要包括靜電場和恆定電場、邊值問題的解法、恆定電流的磁場、時變電磁場以及電磁波的基本概念、平面電磁波在不同媒質中的傳播特性等，其中對邊界條件、電磁能流、極化、色散與群速等基本概念做了詳細分析；電磁工程基礎部分主要包括電磁波的導引、輻射以及無線通道、電磁干擾與電磁兼容等基本知識，其中著重對傳輸線、波導、天線基礎知識以及電磁兼容做了較深入的介紹。每章都附有習題，書後附有部分習題的參考答案。本版修訂既保持了上一版簡潔的特點，又進一步加強了系統性，突出了應用性，並特別注意與無線通信、高速電路設計、電磁兼容認證等知識的關聯，使教材更符合時代特色。書中對許多專業辭彙給出了英文註解。

第1章 矢量分析與場論 1

1.1 矢量及其代數運算 1

1.2 圓柱坐標系和球坐標系 3

1.3 矢量場 8

1.4 標量場 14

1.5 亥姆霍茲定理 17

習題 18

第2章 靜電場和恆定電場 22

2.1 電場強度與電位函數 22

2.2 真空中靜電場的基本方程 28

2.3 電介質的極化及介質中的場方程 31

2.4 導體間的電容及電耦合 33

2.5 靜電場的邊界條件 36

2.6 恆定電場 41

習題 48

第3章 邊值問題的解法 52

3.1 邊值問題的提法 52

3.2 唯一性定理 53

3.3 鏡像法 54

3.4 分離變數法 60

*3.5 有限差分法 70

習題 75

第4章 恆定電流的磁場 79

4.1 真空中恆定磁場的基本方程 79

4.2 磁介質的磁化、介質中的場方程 86

4.3 恆定磁場的邊界條件 88

4.4 自感、互感與磁耦合 90

習題 93

第5章 時變電磁場與電磁波 96

5.1 法拉第電磁感應定律 96

5.2 位移電流 97

5.3 麥克斯韋方程及邊界條件 99

5.4 坡印廷定理與坡印廷矢量102

5.5 時諧電磁場 106

5.6 波動方程與電磁波 108

習題 110

第6章 平面電磁波 113

6.1 無耗媒質中的均勻平面波 113

6.2 導電媒質中的均勻平面波 117

6.3 良導體中的均勻平面波、趨膚效應 121

6.4 電磁波的極化 122

6.5 電磁波的色散與群速 126

6.6 均勻平面波對平面邊界的垂直入射 127

6.7 均勻平面波對平面邊界的斜入射 131

習題 137

第7章 傳輸線 141

7.1 均勻傳輸線的分析 141

7.2 傳輸線的等效 146

7.3 史密斯圓圖及其應用 150

7.4 傳輸線的效率、損耗和功率容量 153

7.5 雙導線與同軸線 154

7.6 微帶傳輸線 156

7.7 傳輸線的匹配與濾波 160

習題 165

*第8章 波導與諧振器 167

8.1 矩形波導 167

8.2 圓波導 176

8.3 波導的激勵與耦合 179

8.4 諧振器 180

習題 185

*第9章 電磁波的輻射與接收 187

9.1 位函數的波動方程及滯后位 187

9.2 基本振子的輻射 189

9.3 天線的電參數 192

9.4 接收天線理論 201

9.5 對稱振子天線和天線陣 206

習題 211

第10章 無線通道、電磁干擾與電磁兼容 214

10.1 電磁波譜 214

10.2 無線通道的基本特性 216

10.3 視距傳播通道 219

10.4 短波電離層反射通道 222

10.5 地表面波傳播通道 226

10.6 不均勻媒質散射通道 228

10.7 電磁干擾 228

10.8 電磁兼容 232

習題 239

附錄 241

附錄1 矢量及其運算241

附錄2 史密斯圓圖243

附錄3 標準矩形波導參數和型號對照表244

附錄4 量和單位245

附錄5 使用信息技術工具改造課程演示程序清單247

部分習題參考答案 250

參考文獻 260