電磁場(chǎng)與電磁波基礎(chǔ)教程

第1章 場(chǎng)論基礎(chǔ)
1.1 場(chǎng)的概念及其表示法
1.1.1 場(chǎng)的分類(lèi)
1.1.2 矢量場(chǎng)的基本運(yùn)算
1.1.3 常用正交坐標(biāo)系
1.2 場(chǎng)的性質(zhì)和描述
1.2.1 場(chǎng)域性質(zhì)
1.2.2 場(chǎng)點(diǎn)性質(zhì)
1.3 梯度、散度和旋度的比較
1.4 常用恒等式和公式
1.5 亥姆霍茲定理
思考題
習(xí)題
第2章 電磁實(shí)驗(yàn)定律和場(chǎng)量基本方程
2.1 源量的定義和定律
2.1.1 電荷和電荷分布
2.1.2 電流和電流密度
2.1.3 電荷守恒定律與電流連續(xù)性方程
2.2 靜止電荷的實(shí)驗(yàn)定律
2.2.1 庫(kù)侖和庫(kù)侖定律的建立
2.2.2 庫(kù)侖定律和電場(chǎng)強(qiáng)度
2.2.3 靜電場(chǎng)基本方程
2.3 穩(wěn)恒電流的實(shí)驗(yàn)定律
2.3.1 安培和安培定律的建立
2.3.2 安培定律和磁感應(yīng)強(qiáng)度
2.3.3 靜磁場(chǎng)基本方程
2.4 時(shí)變電流的實(shí)驗(yàn)定律
2.4.1 法拉第和法拉第電磁感應(yīng)定律的建立
2.4.2 法拉第電磁感應(yīng)定律
思考題
習(xí)題
第3章 靜態(tài)場(chǎng)
3.1 輔助位和輔助位方程
3.1.1 靜電場(chǎng)的標(biāo)量電位和標(biāo)量電位方程
3.1.2 靜磁場(chǎng)的矢量磁位和矢量磁位方程
3.2 介質(zhì)中的靜態(tài)場(chǎng)——輔助場(chǎng)量方程
3.2.1 電介質(zhì)中的靜電場(chǎng)
3.2.2 磁介質(zhì)中的靜磁場(chǎng)
3.3 導(dǎo)體中的靜態(tài)場(chǎng)——穩(wěn)恒電流場(chǎng)和穩(wěn)恒電場(chǎng)方程
3.3.1 導(dǎo)體的傳導(dǎo)性和歐姆定律
3.3.2 導(dǎo)體的能量損耗和焦耳定律
3.3.3 含源電流回路的電源電動(dòng)勢(shì)
3.3.4 穩(wěn)恒電流場(chǎng)和穩(wěn)恒電場(chǎng)方程
3.4 靜態(tài)場(chǎng)中的導(dǎo)體
3.4.1 電容和電容器
3.4.2 電感和電感器
3.4.3 電阻和電阻器
3.5 靜態(tài)場(chǎng)的邊界條件
3.5.1 靜電場(chǎng)的邊界條件
3.5.2 靜磁場(chǎng)的邊界條件
3.5.3 穩(wěn)恒電流場(chǎng)和穩(wěn)恒電場(chǎng)的邊界條件
*3.6 靜態(tài)場(chǎng)的能量
3.6.1 靜電場(chǎng)的能量
3.6.2 靜磁場(chǎng)的能量
3.7 靜態(tài)場(chǎng)的計(jì)算方法
3.7.1 靜態(tài)場(chǎng)的分布型問(wèn)題
3.7.2 靜態(tài)場(chǎng)的邊值型問(wèn)題
3.7.3 直接積分法
*3.7.4 分離變量法
3.7.5 鏡像法
3.7.6 無(wú)源區(qū)問(wèn)題的類(lèi)比解法
3.8 靜態(tài)場(chǎng)的應(yīng)用
3.8.1 靜電比擬在電解槽中的應(yīng)用
3.8.2 帶電粒子流的電、磁偏轉(zhuǎn)在噴墨打印機(jī)和回旋加速器中的應(yīng)用
3.8.3 霍爾效應(yīng)在磁流體發(fā)電機(jī)中的應(yīng)用
3.8.4 超導(dǎo)現(xiàn)象在磁懸浮技術(shù)中的應(yīng)用
思考題
習(xí)題
第4章 動(dòng)態(tài)場(chǎng)
4.1 靜態(tài)場(chǎng)方程在時(shí)變條件下的推廣
4.1.1 法拉第電磁感應(yīng)定律的啟示——渦旋電場(chǎng)
4.1.2 問(wèn)題的提出——位移電流
4.1.3 動(dòng)態(tài)場(chǎng)基本方程——麥克斯韋方程
4.2 輔助動(dòng)態(tài)位
4.2.1 時(shí)變電磁場(chǎng)的標(biāo)量電位和矢量磁位
4.2.2 時(shí)變電磁場(chǎng)動(dòng)態(tài)位的波動(dòng)方程
4.3 時(shí)變電磁場(chǎng)的邊界條件
4.3.1　邊界條件的一般形式
4.3.2　邊界條件的特殊形式
4.4　時(shí)變電磁場(chǎng)的能量、能流和能量守恒定律
4.4.1　時(shí)變電磁場(chǎng)的能量
4.4.2　時(shí)變電磁場(chǎng)的能流——坡印廷矢量
4.4.3　時(shí)變電磁場(chǎng)的能量守恒定律——坡印廷定理
4.5　時(shí)諧電磁場(chǎng)
4.5.1　時(shí)諧電磁場(chǎng)的復(fù)數(shù)表示法
4.5.2　時(shí)諧電磁場(chǎng)的麥克斯韋方程和本構(gòu)方程
4.5.3　時(shí)諧電磁場(chǎng)的輔助動(dòng)態(tài)位
4.5.4　時(shí)諧電磁場(chǎng)的復(fù)坡印廷定理
4.6　動(dòng)態(tài)場(chǎng)的應(yīng)用
4.6.1 電磁感應(yīng)在電子感應(yīng)加速器中的應(yīng)用
4.6.2 電磁屏蔽在電磁兼容技術(shù)中的應(yīng)用
4.6.3 瞬變電磁場(chǎng)在雷達(dá)中的應(yīng)用——沖激脈沖雷達(dá)
4.7　麥克斯韋和麥克斯韋理論建立的意義
4.7.1　麥克斯韋生平簡(jiǎn)介
4.7.2　麥克斯韋理論的建立過(guò)程
4.7.3　麥克斯韋理論的意義
思考題
習(xí)題
第5章　電磁波的傳播
5.1　一般波動(dòng)方程
5.2　無(wú)界均勻媒質(zhì)中平面電磁波的傳播
5.2.1　理想介質(zhì)中的平面電磁波
5.2.2　導(dǎo)電媒質(zhì)中的平面電磁波
5.2.3　任意方向傳播的均勻平面電磁波
5.2.4　平面電磁波的極化
5.3　有界均勻媒質(zhì)中平面電磁波的傳播
5.3.1 不同理想介質(zhì)平面邊界上入射的均勻平面電磁波
5.3.2 理想介質(zhì)和理想導(dǎo)體平面邊界上入射的均勻平面電磁波
5.4　無(wú)線(xiàn)電波的傳播
5.4.1　無(wú)線(xiàn)電波傳播概論
5.4.2　地波傳播
5.4.3　天波傳播
5.4.4　空間波傳播
5.5　電磁波傳播的應(yīng)用
5.5.1　極化技術(shù)在目標(biāo)識(shí)別中的應(yīng)用
5.5.2　反射特性在對(duì)流層散射通信中的應(yīng)用
第6章　電磁波的傳輸
6.1　傳輸線(xiàn)概述
6.2　導(dǎo)行電磁波的一般傳輸特性分析
6.2.1　縱向場(chǎng)量法
6.2.2　各類(lèi)導(dǎo)波模式的一般傳輸特性
6.3　矩形波導(dǎo)中導(dǎo)行電磁波的傳輸特性
6.3.1　導(dǎo)波模式的橫場(chǎng)分布特性
6.3.2　導(dǎo)波模式的縱場(chǎng)傳輸特性
6.3.3　導(dǎo)波主模式的傳輸特性
6.4　其他導(dǎo)波系統(tǒng)簡(jiǎn)介
6.4.1 圓形波導(dǎo)
6.4.2 同軸波導(dǎo)
6.4.3　微帶線(xiàn)和類(lèi)微帶線(xiàn)
6.4.4　介質(zhì)波導(dǎo)和光波導(dǎo)
6.5　微波傳輸線(xiàn)
6.5.1　一般傳輸線(xiàn)方程
6.5.2　傳輸波的傳輸特性
6.5.3　傳輸線(xiàn)的工作狀態(tài)
6.5.4　傳輸線(xiàn)的阻抗匹配
6.6　電磁波傳輸?shù)膽?yīng)用
6.6.1　數(shù)字微波通信在軍事上的應(yīng)用
6.6.2　衛(wèi)星通信在全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)中的應(yīng)用
6.6.3　光纖通信傳輸系統(tǒng)在全光網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)中的應(yīng)用
6.6.4　寬帶傳輸技術(shù)在多媒體通信中的應(yīng)用
思考題
習(xí)題
第7章 電磁波的輻射
7.1 赫茲和赫茲實(shí)驗(yàn)
7.2 振蕩偶極子的輻射
7.2.1　滯后位
7.2.2　振蕩電偶極子（赫茲偶極子）的輻射
7.2.3　振蕩磁偶極子的輻射
7.3　天線(xiàn)的電參量
7.3.1　方向性圖、主瓣寬度和副瓣電平
7.3.2　方向性系數(shù)、效率和增益系數(shù)
7.3.3　輸入阻抗和輻射阻抗
7.4　線(xiàn)形天線(xiàn)
7.4.1　對(duì)稱(chēng)振子天線(xiàn)
7.4.2　引向天線(xiàn)
7.4.3　寬頻帶天線(xiàn)
7.4.4　螺旋天線(xiàn)
7.4.5　旋轉(zhuǎn)場(chǎng)天線(xiàn)
7.4.6　槽隙天線(xiàn)
7.4.7　微帶天線(xiàn)
7.5　面形天線(xiàn)
7.5.1　面形天線(xiàn)輻射場(chǎng)的分析方法
*7.5.2　惠更斯面元的輻射
7.5.3　喇叭天線(xiàn)
7.5.4　拋物面天線(xiàn)
7.5.5　雙反射面天線(xiàn)
7.6　天線(xiàn)陣
7.6.1　方向性相乘原理
7.6.2　常見(jiàn)二元陣天線(xiàn)
7.6.3　直線(xiàn)陣天線(xiàn)
7.7　電磁波輻射的應(yīng)用
7.7.1　方向性相乘原理在相控陣天線(xiàn)中的應(yīng)用
7.7.2　智能天線(xiàn)在移動(dòng)通信系統(tǒng)中的應(yīng)用
7.7.3　電磁輻射在電子戰(zhàn)中的應(yīng)用
7.7.4 電磁輻射在生物電磁學(xué)中的應(yīng)用
思考題
習(xí)題
第8章　綜論
8.1 電磁理論的進(jìn)展與科技發(fā)展的關(guān)系
8.2　對(duì)場(chǎng)本質(zhì)的探索與認(rèn)識(shí)進(jìn)程
8.3 場(chǎng)源、場(chǎng)量和媒質(zhì)的相互作用規(guī)律和轉(zhuǎn)化關(guān)系
8.4　電磁定律、定理和方程的推演關(guān)系
8.5　理解、分析和計(jì)算場(chǎng)問(wèn)題的重要方法
附錄A 重要矢量公式
附錄B 常用坐標(biāo)系的變換關(guān)系
附錄C 梯度、散度、旋度和拉普拉斯的常用坐標(biāo)表示式
部分習(xí)題參考答案
參考文獻(xiàn)