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出版者:中国劳动

作者:上海市职业培训研究发展中心

出品人:

页数:97

译者:

出版时间:2009-12

价格:11.00元

装帧:

isbn号码:9787504581266

丛书系列:

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好的，这是一份关于一本名为《电磁场与微波技术基础》的图书简介，该书内容与《无线电装接工》无关： 《电磁场与微波技术基础》图书简介 面向未来信息社会的基石——深入理解与应用 在当今高度互联的世界中，信息传输与处理的效率越来越依赖于对电磁现象的深刻理解和精湛的微波技术应用。本书《电磁场与微波技术基础》旨在为电子工程、通信工程、信息科学以及相关领域的学生、研究人员和工程技术人员提供一个全面、系统且深入的理论框架和实践指导。我们聚焦于电磁场理论的核心概念、数学建模以及在实际微波系统设计中的应用，确保读者不仅掌握“是什么”，更能理解“为什么”和“如何做”。 第一部分：电磁场理论的严谨构建（从麦克斯韦方程组到边界条件） 本书的基石在于对麦克斯韦方程组的全面解析。我们不将这些方程视为孤立的公式，而是将其置于物理背景下进行深入探讨。 1.1 矢量分析与坐标系变换： 首先，我们复习了必要的数学工具，包括梯度、散度、旋度等矢量微分运算，并重点讲解了直角坐标系、柱坐标系和球坐标系之间的转换，为后续处理复杂几何结构下的电磁问题打下坚实基础。 1.2 静态场分析：静电场与静磁场 详细阐述了静电场中的高斯定理、库仑定律以及电势的概念，并引入泊松方程和拉普拉斯方程，用于求解介质和导体界面复杂的电势分布。在静磁场部分，我们深入探讨了安培环路定律、生物-萨伐尔定律，并介绍了磁矢势的概念。特别关注了磁介质的特性，如磁化强度和相对磁导率。 1.3 时变场与麦克斯韦方程组的完备性： 本书的核心突破点在于对“位移电流”的引入，从而构建了完整的麦克斯韦方程组。我们清晰地展示了法拉第电磁感应定律和麦克斯韦修正的安培定律是如何将静态场理论统一到动态电磁场理论中的。通过对这些偏微分方程组的分析，读者将能够理解电磁波的产生和传播机制。 1.4 边界条件与材料影响： 电磁场理论的应用往往受限于物质的边界。我们详细推导了理想导体、电介质和磁介质界面上的电场、磁场、电位移和磁场强度所必须满足的八组边界条件。这些条件是解决任何实际电磁问题的第一步，确保了理论模型与物理现实的一致性。 第二部分：电磁波的传播与特性（从平面波到导引波） 在理解了场方程之后，本书将重点转向电磁波这一最重要的信息载体。 2.1 无限空间中的平面电磁波： 我们从理想的无损、均匀介质（如真空或自由空间）出发，推导出电磁波的横波特性（TEM波），并详细分析了坡印廷矢量（Poynting Vector），用以量化电磁能量的流动方向和密度。波阻抗、反射系数和透射系数的概念被引入，用于描述电磁波在不同媒质界面上的行为。 2.2 损耗性介质中的电磁波： 真实世界中的材料必然存在损耗。本章深入探讨了电导率对电磁波传播的影响，引入了趋肤深度（Skin Depth）的概念，并分析了导体和介质中电磁波的衰减规律，这对高频电路的散热和信号完整性至关重要。 2.3 导行波理论（传输线与波导）： 本书的实践价值主要体现在对导引结构的研究上。 传输线理论： 以集总元件模型为基础，过渡到分布参数模型，详细分析了史密斯圆图（Smith Chart）在阻抗匹配中的应用。我们不仅展示了如何使用史密斯圆图进行阻抗匹配，还解释了其背后的数学原理，即复平面上的共形映射。 波导理论： 深入分析了矩形波导和圆波导中的导行模式（TE, TM, TEM），详细推导了截止波长和特征阻抗。重点讲解了波导的色散特性以及高次模的抑制问题，这些是微波系统设计的核心挑战。 第三部分：辐射与天线基础（信息发射与接收的桥梁） 电磁波的最终目的是实现远距离的能量和信息传输，这依赖于天线。 3.1 辐射源的基本概念： 从最简单的振子模型（如半波长偶极子和单极天线）开始，我们讲解了辐射场的产生机制。引入了远场、近场区域的概念，以及天线的重要参数：辐射方向图、辐射效率和最大方向性。 3.2 天线性能量化指标： 详细解析了天线增益、有效辐射功率（ERP）、有效接收面积（$A_e$）等关键指标的物理意义和计算方法。特别强调了互易性定理在线路设计中的应用。 3.3 天线阵列与方向性控制： 对于需要高度定向辐射的应用（如雷达和卫星通信），天线阵列是必需的。本书讲解了均匀直线阵列（ULA）的阵因子，并探讨了如何通过改变馈电相位来实现波束的扫描和控制，为相控阵雷达的基础设计提供理论支撑。 本书的特色与优势 1. 严谨的数学推导与物理洞察相结合： 每一项重要结论都伴随着清晰的数学推导过程，确保读者理解其来源，而非仅仅记忆公式。 2. 面向工程应用的深度： 内容紧密围绕高频电子和通信系统的需求展开，例如阻抗匹配、波导设计中的模式抑制、以及天线辐射效率的优化。 3. 丰富的实例与图示： 穿插了大量精心绘制的电磁场分布图、史密斯圆图应用实例和传输线特性曲线，使抽象的理论概念形象化、具体化。 4. 知识体系的完整性： 本书构建了一个从基础麦克斯韦方程到实际微波器件（如波导、传输线）的完整知识链条，是深入学习射频/微波工程的理想入门和进阶教材。 《电磁场与微波技术基础》不仅是理论知识的宝库，更是培养工程师独立分析和解决高频电磁问题能力的有力工具。掌握这些基础，是驾驭现代无线通信、雷达、遥感以及高速电子系统的先决条件。

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对于一个经验尚浅的工程师来说，一本好的参考书，其价值往往体现在对“工具”和“方法论”的深度挖掘上。这本书在这方面做得非常出色。它没有止步于教你如何使用某一款特定的EDA软件，而是深入探讨了不同设计流程背后的物理学思维定式。例如，在介绍仿真验证环节时，作者花了大篇幅去讨论网格划分策略对结果精度的影响，以及如何根据设计目标来选择合适的求解器模型，这是一种跨越软件层面的底层智慧。更难得的是，书中还穿插了一些关于项目管理和设计评审的经验谈。作者提到，在无线电项目收尾阶段，一个被忽视的机械结构对天线性能的遮蔽效应，这一条建议帮我避免了一次重大的返工。这表明作者不仅是一个理论专家，更是一个实战归来的老兵，他的文字充满了实战沉淀的重量。

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这本书的案例研究部分，是我认为其价值远超同类书籍的关键所在。很多教材会提供一些理想化的、完美环境下的设计范例，但这本书则不同，它赤裸裸地展示了真实世界中的“陷阱”与“妥协”。比如，在讨论PCB布局时，书中不仅仅列出了“如何做”，更着重分析了“为什么不能这样做”，详细剖析了地线回流路径不佳、串扰效应产生的微观机理。每一个案例后面，作者都附带了详尽的测量数据对比图，这些图表直观地展示了理论预测与实际测量之间的微小差异，并解释了这些差异是如何由实际元器件的寄生参数和制造公差导致的。这种对“不完美”的坦诚，极大地提高了我在实际工作中解决问题的能力。我甚至开始对照书中的方法，去审视我手头正在进行的项目，发现了不少之前忽略的隐患。

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这本书的装帧设计实在令人眼前一亮。封面的色彩搭配非常和谐，那种复古的油画质感，配上烫金的书名，瞬间就抓住了我的目光。翻开内页，纸张的质感也相当考究，不是那种廉价的铜版纸，而是带着微微哑光和厚重感的书页，阅读体验极佳。即便是长时间盯着看，眼睛也不会感到特别疲劳。装订工艺也看得出是下足了功夫，书脊平整有力，即便是经常翻阅，也不担心会有松脱的现象。尤其是书的尺寸，拿在手里非常顺手，既不会太重导致携带不便，也足够大到让人在阅读复杂图表时感到舒适。这本书的排版布局也很有讲究，字体的选择既现代又不失沉稳，行间距和段落间距都把握得恰到好处，让人阅读起来非常流畅，没有丝毫的拥堵感。这些细节上的用心，让这本书不仅仅是一本工具书，更像是一件值得收藏的艺术品。光是看着它静静地躺在书架上，就觉得赏心悦目，充满了专业和严谨的气息。

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我是在一个技术论坛上偶然看到有人推荐这本书的，当时我正在为学习一套新的射频电路设计软件而感到头疼。这本书的引言部分处理得非常巧妙，它没有直接跳入枯燥的技术细节，而是用一种近乎散文诗的笔调，描绘了电磁波在现代社会中无处不在的重要性，瞬间就激发了我深入了解背后的原理的渴望。作者对于理论基础的阐述，简直是化繁为简的大师。他没有使用那些让初学者望而生畏的复杂数学公式堆砌，而是通过一系列生动的比喻和实例，将抽象的波传播、阻抗匹配这些概念，描绘得如同日常生活中的场景一样清晰明了。我记得有几处关于驻波比的解释，我以前怎么也理解不透，但在这本书里，作者通过一个形象的“水管堵塞”模型，让我茅塞顿开。这种以人为本的教学思路，彻底打破了我对技术书籍高不可攀的刻板印象，让我愿意主动去啃下那些原本觉得艰涩难懂的部分。

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这本书的专业术语和索引系统的构建，体现了一种极高的组织能力和严谨度。作为一本涉及广泛领域的专业著作，术语的统一性至关重要，这本书在这方面做到了近乎苛刻的一致。当你第一次遇到一个新概念时，通常在脚注或者页边栏就能找到简短而精准的定义，避免了读者为了查一个词语而频繁翻阅到全书末尾的窘境。更让我惊喜的是，书后的索引部分，其编排逻辑不是简单的字母顺序，而是采用了“概念群组”的方式。比如，所有关于“噪声抑制”的词条都被归类在一起，并明确标注了它们在书中不同章节的页码。这使得我能够快速地对某一特定主题进行横向和纵向的知识梳理，而不是零散地去拼凑信息。这种索引设计极大地提升了这本书作为“案头常备工具书”的实用价值，确保了知识的可达性和检索效率。

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