具体描述
《电磁场与电磁波理论(第2版)》对电磁场与电磁波理论作了系统、全面、深入浅出的论述。全书共分为8章，内容包括矢量分析与场论、宏观电磁现象的基本定律、静电场及其边值问题的解法、恒定电场与恒定磁场、电磁波的辐射、均匀平面波的传播、均匀波导中的导行电磁波、均匀传输线中的导行电磁波。《电磁场与电磁波理论(第2版)》采用“演绎法”组织教材内容，使得电磁波部分的内容占了全书的一半以上。
《电磁场与电磁波理论(第2版)》可作为高等院校电子信息类专业的本科生教材，也可供其他专业学生或工程技术人员参考。
现代通信系统中的电磁波传播与应用 本书简介 本书旨在深入探讨电磁波在现代通信系统中的传播规律、关键理论及其工程应用，侧重于从基础物理原理出发，构建一个完整且实用的电磁波应用知识体系。内容覆盖了从电磁场的基本概念到复杂环境下的波传播、天线设计与系统集成等多个层面，力求为读者提供一个全面、深入且具有前瞻性的视角。 第一部分：电磁场与波的动力学基础 本部分将回顾麦克斯韦方程组的物理内涵及其在不同介质中的微分和积分形式。我们将详细分析静电场、静磁场和时变场的相互作用如何统一为电磁场。重点在于理解坡印廷矢量（Poynting Vector）在描述能量流密度中的核心作用，这是后续所有电磁波传播分析的基石。 随后，我们将进入电磁波的解析部分。讨论无源均匀介质中的平面波传播特性，包括波阻抗、相位常数和衰减常数的物理意义。对于导体和介质界面上的反射与透射问题，我们将引入菲涅耳公式，并结合布儒斯特角和临界角等概念，详细阐述波在不同材料界面上的行为模式，这对于理解光纤通信和雷达散射至关重要。 此外，本书将专门开辟章节讨论亥姆霍兹方程的求解，特别是针对特定边界条件下的电磁场分布问题。我们将采用分离变量法等数学工具，推导出矩形波导、圆波导中的本征模（TE模、TM模、TEM模）的电磁场分布及截止频率的概念，为微波器件的设计奠定理论基础。 第二部分：传输线与导引结构 传输线理论是实现信号完整性和有效能量传输的关键。本部分将聚焦于同轴线、微带线和带状线等常用传输线结构。从集总元件模型（Lumped Element Model）出发，逐步过渡到分布式参数模型，推导电压和电流沿线传播的波动方程。 史密斯圆图（Smith Chart）作为传输线理论中不可或缺的工具，将被赋予详尽的讲解。本书将详细演示如何利用史密斯圆图进行阻抗匹配、计算反射系数、驻波比（VSWR）以及负载反射引起的功率损耗。我们将展示如何通过串联或并联接入匹配网络（如$lambda/4$匹配器、L型网络）来实现最大功率传输。 对于高频应用，损耗是必须考虑的因素。我们将分析传输线中的介质损耗和导体损耗，并引入特征阻抗的概念及其在系统设计中的重要性。 第三部分：电磁波的辐射与天线原理 天线是实现电磁波发射与接收的转换装置。本部分将从电磁波的辐射源——振子出发，系统地介绍天线的基本参数。 首先，讨论基本辐射体，如振子（Hertzian Dipole和Half-Wave Dipole），推导其远场辐射方向图、输入阻抗和总辐射功率。在此基础上，引入有效面积、接收功率和天线增益等核心概念，并解释增益与有效面积之间的定量关系。 随后，本书将深入讲解阵列天线的设计与分析。通过研究阵因子（Array Factor）的概念，分析多单元天线在空间中形成高指向性波束的原理。我们将讨论等间距线性阵列的扫描特性、光栅瓣的抑制方法以及使用相位加权（如泰勒综合法）来控制旁瓣水平的技术。 在应用方面，本书会详细介绍几种重要天线的结构与特性，包括缝隙天线、喇叭天线（用于高频馈源）以及微带贴片天线（在移动通信中的应用）。对于复杂天线系统，如反射面天线（抛物面天线）的焦距、波束宽度和边缘电流分布等参数将进行详细的计算和分析。 第四部分：复杂环境下的波传播与散射 现代通信系统的性能极大地依赖于对电磁波在真实环境中的传播特性的理解。本部分将从理论和工程实践相结合的角度，探讨波在大气、地面和城市环境中的行为。 我们将阐述自由空间传播模型，并以此为基准，引入地面反射引起的近地传播模型，如双径模型（Two-Ray Model），用以解释直射波与反射波之间的干涉效应。 对于实际的传播信道，路径损耗（Path Loss）是核心参数。本书将详细分析克鲁姆-金模型（Krumm-Klein Model）和Okumura-Hata模型，这些经验模型在蜂窝通信系统规划中具有极高的实用价值。讨论多径效应引起的衰落（Fading），包括快衰落（Frenel Fading）和慢衰落（Shadowing），并引入瑞利分布和莱斯分布来描述接收信号包络的统计特性。 此外，电磁散射理论也是本书的重要组成部分。我们将引入瑞利散射、米氏散射和几何光学/几何绕射理论（GO/GTD），以解释雷达截面积（RCS）的计算原理，这对于隐身技术和目标识别领域具有直接应用价值。 第五部分：电磁兼容性（EMC）与安全 在高速、高密度的电子系统中，电磁兼容性是保障系统可靠运行的必要条件。本部分将从电磁辐射源（如快速变化的电流和电压）的角度出发，分析串扰（Crosstalk）的产生机理，以及共模和差模噪声的抑制方法。 针对PCB设计，我们将详细讨论平面化设计、参考平面的连续性、去耦电容的合理布局和选型，以及屏蔽技术（如法拉第笼原理）在隔离内部和外部电磁干扰中的应用。 最后，本书将简要介绍电磁辐射对人体健康的影响，探讨国际非电离辐射防护委员会（ICNIRP）等机构制定的电磁波暴露标准，以及相关的安全评估方法。 总结 本书内容结构严谨，理论推导详实，并紧密结合现代通信、微波技术和电子设计领域的实际工程问题。通过系统学习本书内容，读者将能建立起扎实的电磁场理论基础，掌握电磁波在复杂系统中的传播、辐射和接收规律，为进一步从事射频电路设计、无线通信系统优化和电磁场仿真分析打下坚实基础。
作者简介
目录信息
第二版前言第一版前言主要物理量的符号、单位和量纲第1章 矢量分析与场论 1.1 矢量的代数运算 1.1.1 矢量及其表示法 1.1.2 矢量的代数运算 1.2 场的微分运算 1.2.1 场的基本概念 1.2.2 标量场的方向导数和梯度 1.2.3 矢量场的通量和散度 1.2.4 矢量场的环量和旋度 1.2.5 梯度、散度、旋度的比较 1.3 矢量的恒等式和基本定理 1.3.1 三个重要的恒等式 1.3.2 矢量场的基本定理 1.4 常用正交曲线坐标系 1.4.1 三种常用的正交曲线坐标系 1.4.2 三种常用坐标系的转换 1.4.3 三种坐标系中的梯度、散度、旋度和拉普拉斯展开式 习题第2章 宏观电磁现象的基本定律 2.1 基本电磁物理量 2.1.1 电荷密度 2.1.2 电场强度 2.1.3 电极化强度 2.1.4 电位移 2.1.5 电流密度 2.1.6 磁感应强度 2.1.7 磁化强度 2.1.8 磁场强度 2.2 电磁场基本定律 2.2.1 库仑定律 2.2.2 环量定律和高斯定律 2.2.3 安培定律与毕奥-萨伐尔定律 2.2.4 磁通连续性定律和安培环路定律 2.2.5 法拉第电磁感应定律 2.2.6 电荷守恒定律 2.3 麦克斯韦方程组 2.3.1 麦克斯韦的两个假设 2.3.2 麦克斯韦方程组的积分形式 2.3.3 麦克斯韦方程组的微分形式 2.4 时变电磁场的边界条件 2.4.1 边界条件的一般形式 2.4.2 边界条件的三种常用形式 习题第3章 静电场及其边值问题的解法 3.1 静电场的基本方程与边界条件 3.1.1 静电场的基本方程 3.1.2 静电场的边界条件 3.2 电位及其电位方程 3.2.1 电位和电位梯度 3.2.2 电位的微分方程和边界条件 3.3 静电场的能量和导体的电容 3.3.1 静电场的能量和能量密度 3.3.2 导体系统的电容 3.4 静电场边值问题的分类以及唯一性定理 3.4.1 静电场边值问题的分类 3.4.2 静电场唯一性定理 3.5 直接积分法 3.6 分离变量法 3.6.1 直角坐标系中的分离变量法 3.6.2 圆柱坐标系中的分离变量法 3.6.3 球面坐标系中的分离变量法 3.7 镜像法 3.7.1 点电荷关于无限大导体平面的镜像法 3.7.2 点电荷关于导体球面的镜像法 3.7.3 点电荷关于无限大介质平面的镜像法 3.7.4 线电荷关于无限长圆柱导体面的镜像法 3.8 静电场的数值解法 3.8.1 有限差分法 3.8.2 矩量法 习题第4章 恒定电场与恒定磁场 4.1 恒定电场的基本方程与边界条件 4.1.1 恒定电场的基本方程 4.1.2 恒定电场的边界条件 4.2 恒定电场的电位与静电比拟法 4.2.1 恒定电场的电位 4.2.2 恒定电场的功率损耗与电容器的漏电导 4.2.3 静电比拟法 4.3 恒定磁场的基本方程与边界条件 4.3.1 恒定磁场的基本方程 4.3.2 恒定磁场的边界条件 4.4 矢量磁位和标量磁位 4.4.1 恒定磁场的矢量磁位 4.4.2 恒定磁场的标量磁位 4.5 恒定磁场的能量和载流回路的电感 4.5.1 恒定磁场的能量和能量密度 4.5.2 载流回路的电感 习题第5章 电磁波的辐射 5.1 时谐电磁场 5.1.1 基本场量的复数表示式 5.1.2 电磁场基本方程的复数形式 5.1.3 电磁场边界条件的复数形式 5.1.4 复介电常数和复磁导率 5.2 矢量磁位和标量电位 5.2.1 矢量磁位和标量电位的定义 5.2.2 矢量磁位和标量电位的达朗贝尔方程 5.2.3 矢量磁位和标量电位的积分表示式 5.2.4 时谐电磁场的矢量磁位和标量电位 5.3 坡印亭定理与坡印亭矢量 5.3.1 时变电磁场的坡印亭定理与坡印亭矢量 5.3.2 时谐电磁场的坡印亭定理与复坡印亭矢量 5.4 电基本振子和磁基本振子 5.4.1 电基本振子的辐射场 5.4.2 磁基本振子的辐射场 5.5 对称天线 5.5.1 对称天线的辐射场 5.5.2 对称半波天线 5.6 均匀直线式天线阵的辐射 5.6.1 均匀直线式天线阵的辐射场 5.6.2 均匀直线式边射阵和端射阵 5.7 惠更斯元的辐射 5.7.1 闭合面积场源的远区场 5.7.2 矩形惠更斯元 5.7.3 圆形惠更斯元 习题第6章 均匀平面波的传播 6.1 均匀平面波在理想介质中的传播 6.1.1 沿着+z轴方向传播的均匀平面波 6.1.2 沿任意方向传播的均匀平面波 6.2 均匀平面波在导电媒质中的传播 6.2.1 导电媒质中均匀平面波的电磁场 6.2.2 均匀平面波在弱导电媒质中的传播 6.2.3 均匀平面波在良导电媒质中的传播 6.3 均匀平面波对不同媒质分界面的垂直入射 6.3.1 均匀平面波对介质平面的垂直入射 6.3.2 均匀平面波对导体平面的垂直入射 6.3.3 均匀平面波对多层媒质分界面的垂直入射 6.4 均匀平面波对不同媒质分界面的斜入射 6.4.1 均匀平面波对介质平面的斜入射 6.4.2 均匀平面波对导体平面的斜入射 习题第7章 均匀波导中的导行电磁波 7.1 导行电磁波的一般分析方法 7.1.1 横向场和纵向场的亥姆霍兹方程 7.1.2 用纵向场表示的横向场 7.1.3 传播模式及其传播特性 7.2 矩形波导中的导行电磁波 7.2.1 直角坐标系中标量亥姆霍兹方程的通解 7.2.2 矩形波导中导行电磁波的传播模式 7.2.3 矩形波导中导行电磁波的传播特性 7.2.4 矩形波导中若干常用传播模式的场结构 7.3 圆形波导中的导行电磁波 7.3.1 圆柱坐标系中标量亥姆霍兹方程的通解 7.3.2 圆柱形波导中导行电磁波的传播模式 7.3.3 圆形波导中导行电磁波的传播特性 7.3.4 圆形波导中若干常用传播模式的场结构 7.4 传输功率与传输损耗 7.4.1 传输功率 7.4.2 管壁电流 7.4.3 传输损耗 7.5 同轴线中的导行电磁波 7.5.1 同轴线中的主模 7.5.2 同轴线中的高次模 7.6 光导纤维中的导行电磁波 7.6.1 光导纤维中导行波的特征方程 7.6.2 光导纤维中的传播模式及其截止条件 习题第8章 均匀传输线中的导行电磁波 8.1 均匀传输线中导行电磁波的传播模式 8.1.1 均匀传输线中的主模 8.1.2 均匀传输线中的高次模 8.2 均匀传输线的基本方程及其稳态解 8.2.1 均匀传输线的分布参数及其等效电路 8.2.2 均匀传输线的基本方程 8.2.3 均匀传输线基本方程的稳态解 8.2.4 均匀传输线基本方程稳态解的不同表示形式 8.3 均匀传输线的特征参数 8.3.1 特性阻抗 8.3.2 传播常数 8.4 均匀传输线的等效阻抗和反射系数 8.4.1 等效阻抗 8.4.2 反射系数 8.4.3 等效阻抗与反射系数的关系 8.5 无耗均匀传输线 8.5.1 终端接任意负载时的无耗均匀传输线 8.5.2 无耗均匀传输线上的行波 8.5.3 无耗均匀传输线上的驻波 8.6 史密斯圆图 8.6.1 复平面上的反射系数圆 8.6.2 阻抗圆图 8.6.3 导纳圆图 习题参考文献附录 常用的矢量公式 常用导体材料的参数 常用介质材料的参数 常用的物理常数部分习题答案
· · · · · · (收起)
· · · · · · (收起)
读后感
评分
评分
评分
评分
评分
用户评价
评分
一堆公式的书不是好书
评分一堆公式的书不是好书
评分一堆公式的书不是好书
评分一堆公式的书不是好书
评分一堆公式的书不是好书
相关图书
本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息，本站不存储任何数据与内容，任何内容与数据均与本站无关，如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度，google,bing,sogou 等
© 2026 book.quotespace.org All Rights Reserved. 小美书屋 版权所有