微波与光导波技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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isbn号码:9787118012774

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• 微波技术
• 光导波
• 电磁场理论
• 微波器件
• 光纤通信
• 电磁兼容
• 天线
• 射频电路
• 波导理论
• 毫米波技术

《电磁场理论与应用：从宏观到微观的电磁现象解析》 内容提要 本书旨在全面、深入地阐述经典电磁场理论的基石，并将其延伸至现代工程应用的前沿领域。全书结构严谨，逻辑清晰，不仅涵盖了麦克斯韦方程组的数学基础与物理内涵，更注重将抽象的理论与具体的工程问题相结合，为读者构建一个从基础概念到复杂系统设计的完整知识框架。本书特别强调对电磁波传播、辐射以及物质与电磁场相互作用的深入理解。 第一部分：静电场与静磁场基础 本部分聚焦于电磁现象的静态描述。详细介绍了库仑定律、高斯定理在静电场分析中的应用，特别是电势的概念和边界条件的处理。在静磁场部分，深入探讨了毕奥-萨伐尔定律和安培环路定理，并引入了磁矢量位和磁标量位，为后续的动态场分析打下基础。重点内容包括导体、电介质和磁性材料的本构关系，以及静磁场中的能量和功的计算。 第二部分：时变电磁场与麦克斯韦方程组 这是全书的核心部分。我们系统地推导和阐述了麦克斯韦方程组的四项基本方程，明确了位移电流的概念及其在描述时变电磁场中的关键作用。详细讨论了场的积分形式和微分形式，并解释了它们各自适用的物理情境。本书通过大量的实例，展示了如何利用麦克斯韦方程组求解各种复杂的时变电磁问题，例如电感和电容的动态特性分析。 第三部分：平面电磁波的传播与特性 本部分专注于电磁波的产生、传播和接收。从均匀有界和无界的各向同性、各向异性介质中的平面波传播方程出发，推导了波阻抗、传播常数、衰减常数和相速等关键参数。对不同边界条件下的反射和透射现象进行了详尽的分析，引入了史密斯圆图的概念及其在阻抗匹配中的应用。此外，本书还包含了对电磁波在复杂介质（如导体、等离子体）中传播特性的深入探讨。 第四部分：导引结构中的电磁波 针对实际工程中常见的波导和腔体结构，本部分进行了专项研究。详细分析了理想平行板波导中的横电（TE）模和横磁（TM）模的截止频率、色散关系和场分布。随后，扩展到矩形波导和圆波导的模式分析，强调了模的相互耦合与抑制问题。对于谐振腔，我们阐述了其作为滤波和选频器件的工作原理，并计算了不同几何形状谐振腔的本征模式和品质因数。 第五部分：电磁辐射理论 本部分转向分析电磁场在空间中辐射的物理过程。从矢量势出发，推导了林休姆电位和适用的辐射场表达式。重点分析了基本辐射单元，如微偶极子（赫兹偶极子）和磁偶极子（环形电流），并详细计算了它们的远场辐射方向图和功率密度。对于更复杂的阵列天线，本书介绍了阵因子和合成孔径的概念，以及实现波束赋形的基本方法。 第六部分：电磁场与物质的相互作用 本章探讨了电磁波与材料界面和体介质的复杂相互作用。包括电磁波在导体表面的趋肤效应、反射、吸收和散射现象。重点分析了电磁波在介质中的损耗机制（介质损耗和欧姆损耗）。此外，本书还对电磁兼容性（EMC）和电磁干扰（EMI）的基本原理进行了概述，讨论了屏蔽、接地和滤波等抑制电磁兼容性问题的常用技术。 第七部分：计算电磁学方法导论 为解决解析方法难以处理的复杂几何和材料结构问题，本书引入了现代计算电磁学（CEM）的几种主流方法。详细介绍了矩量法（MoM）、有限差分法（FDM）和有限元法（FEM）的基本思想、适用范围和离散化过程。通过小型算例的分析，帮助读者理解这些数值方法在求解麦克斯韦方程组时的优势与局限性。 目标读者与适用范围 本书面向高等院校电子工程、通信工程、物理学、微电子学等相关专业的本科高年级学生和研究生。同时，它也是从事射频/微波电路设计、电磁兼容性分析、天线设计及电磁测量领域工程师的理想参考书。本书要求读者具备扎实的微积分、线性代数和基础物理知识。 本书特色 1. 理论深度与工程广度兼顾： 确保读者深刻理解电磁场背后的物理机制，同时提供大量贴近实际工程的案例和应用讨论。 2. 数学推导严谨详尽： 所有关键公式和定理的推导过程均清晰展示，便于读者自我检验和深入学习。 3. 概念辨析明确： 对容易混淆的概念（如场强与位移矢量、相速与群速、辐射区与近场区）进行了专门的辨析和对比。 4. 图示丰富直观： 配备了大量有助于理解复杂电磁场分布和波传播路径的示意图。 本书旨在培养读者独立分析和解决电磁问题的能力，是掌握现代电磁学理论与技术的重要基石。

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这本书的价值，我认为更多体现在其对前沿技术的梳理和系统性总结上。虽然基础理论部分扎实，但真正让我眼前一亮的，是关于现代集成光电子器件的介绍。作者似乎非常关注工业界和研究机构的最新进展，对SOI（绝缘体上硅）波导结构的热导效应、光电调制器的超高速性能极限等问题，都有着相当深入的论述。这些内容在很多传统的教材中是难以找到的，或者即便有，也往往是一笔带过。这里，作者引用了近些年的核心期刊文献，详细阐述了如何通过材料科学的进步来突破传统器件的物理瓶颈。我特别欣赏作者的平衡感，他既没有沉溺于过于晦涩的理论细节而忽略了实际应用，也没有为了追求“新颖”而牺牲科学的严谨性。他成功地将基础物理定律与尖端工程实现紧密地联系在一起。对于我而言，这本书更像是一张高精度的技术地图，它标示出了当前技术边界在哪里，以及未来的研究方向可能朝哪个区域拓展。这是一本能够真正提升专业深度和广度的参考书。

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这本书的排版和装帧，给我的第一感觉是非常“专业”且“学术化”。纸张的质感厚实，印刷清晰锐利，尤其是在处理那些复杂的矢量图和截面图时，线条的精细度保证了信息的准确传达。我尤其欣赏作者在图文结合上下的功夫。很多时候，纯文字的描述在涉及三维空间结构或者动态变化时会显得力不从心，但这本书里配的那些剖视图和仿真结果图，简直是神来之笔。我记得有一张图专门用来演示不同折射率下光束在光纤中的全内反射过程，那色彩的渐变和光线的路径描绘得极为细腻，让我一下子就抓住了那个关键的物理现象。阅读体验上，它更偏向于那种需要你拿着笔在旁边随时做笔记的类型。很多关键定义和重要的修正方程，作者都会用粗体或者专门的方框标注出来，这对于我后续复习和查找特定公式时提供了极大的便利。与市面上那些为了追求“轻阅读”而牺牲深度的书籍不同，这本书完全没有做任何妥协，它坚定地站在了知识深度的这一边。我感觉作者对细节的偏执，成就了这本书的价值。如果你是那种喜欢在知识的深水区遨游的人，这本书绝对能让你“潜”得更深。

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这本书的行文风格，给我一种强烈的“德高望重的教授在给你讲课”的感觉。语气是非常平稳、客观，几乎没有加入任何主观的、情绪化的表达。它更像是一份经过严格同行评审的、面向专业的资料汇编。在阐述一些存在争议的技术路线时，作者也表现得极为审慎，他会清晰地列出不同学派的观点，引用相应的早期文献，然后用实验数据来引导读者得出自己的结论，而不是直接盖棺定论。这种严谨的态度，使得这本书的可信度非常高。我特别关注了关于微波电路设计与匹配的部分，那里的内容涉及大量的S参数分析和Smith圆图的应用。作者没有敷衍了事地给出几个例题，而是深入剖析了为什么在特定频率下需要采用特定的匹配网络，背后的能量传输效率和噪声抑制的权衡被分析得淋漓尽致。阅读过程中，我常常会停下来，思考作者是如何在如此庞杂的知识体系中，搭建起逻辑链条的。这种学习过程是缓慢但极其扎实的，它建立的知识体系不是零散的碎片，而是结构完整的大厦。

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这本书，说实话，拿到手的时候，我其实是抱着一种既期待又有点忐忑的心情的。标题里那“微波”和“光导波”两个词，听起来就带着一股子硬核技术范儿，我琢磨着，这肯定不是那种能让人轻松翻阅的小说或者散文。我翻开第一章，迎面而来的就是一堆密密麻麻的数学公式和物理定律，立马让我回想起大学时代那些为考试而挑灯夜战的日子。不过，作者的叙述方式还算清晰，他并没有直接把最复杂的概念抛出来，而是循序渐进地从基础的电磁场理论讲起，这一点倒是挺人性化的。比如，他解释波导管中电磁波的传播模式时，用了不少生动的比喻，让我这个基础不是特别扎实的人也能大致勾勒出一个画面。我特别留意了关于传输线理论的部分，那里的推导过程详尽得让人印象深刻，每一个步骤都像是精心设计的积木，层层叠加，最终构建出一个完整的理论框架。光导波那块，更是让我大开眼界，那些关于模式耦合和非线性效应的探讨，简直像是打开了一扇通往未来通信技术的大门，虽然有些地方我需要反复阅读才能勉强跟上思路，但那种智力上被挑战的快感，是其他读物很难给予的。整体感觉，这本书更像是一部严谨的教科书或者工具书，适合那些需要深入理解这些领域底层原理的工程师或者研究人员。它不适合只是想快速了解概念的“扫盲”读者，它要求你投入时间和精力去啃，去消化那些硬知识。

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坦白说，这本书的门槛相当高，初次接触电磁场或光学的人，直接上手可能会感到非常吃力。它对读者的预备知识要求极高，你必须对傅里叶分析、复变函数以及基础的麦克斯韦方程组有深入的理解。我记得在处理到光波导的本征模求解时，涉及到复杂的边界条件和特定的本征方程，如果这些基础不牢，后面的章节就完全是空中楼阁。但正是这种“不妥协”，让这本书在特定圈子里拥有不可替代的地位。它不是那种试图取悦大众的科普读物，它是在为少数真正需要掌握这些技术的人提供最核心的知识养分。我通过这本书，重新审视了许多以前只停留在概念层面的理解。比如，关于传输线上的色散现象，书中通过对不同材料特性阻抗和传播常数的耦合分析，给出了一个远比我以往看到的公式推导更深入的物理图像。读完之后，我感觉自己对“如何设计一个能稳定工作的射频前端”这个问题有了更具底气的判断力，而不是仅仅停留在“搭积木”的层面。

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