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電磁場與電磁波(第4版微課視頻版高等學校電子信息類專業系列教材)

  • 作者：編者:張洪欣//沈遠茂//韓宇南|責編:鍾志芳
  • 出版社：清華大學
  • ISBN：9787302663447
  • 出版日期：2024/05/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：314
人民幣：RMB 69 元      售價：元
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內容大鋼
    本書面向「三全育人」（全員育人、全程育人、全方位育人）教育目標組織內容，以基本電磁現象的普遍規律為基礎，系統論述電磁場與電磁波的基本概念、基本原理及基本應用。全書共分9章：第1章介紹正交坐標系和矢量分析，為後續章節奠定數學知識基礎；第2章介紹靜電場與恆定電場，詳細論述了基本電場方程、電場邊界條件、電偶極子、介質極化、電容、電場能量及電場力等；第3章介紹恆定磁場，詳細論述了基本磁場方程、磁場邊界條件、矢量磁位、介質磁化、電感、磁場能量及磁場力等；第4章介紹靜態場的邊值問題及其解法，詳細論述了分離變數法、鏡像法、有限差分法及其應用等；第5章介紹時變電磁場的性質，詳細論述了麥克斯韋方程組、坡印亭矢量、交變場的位等；第6章介紹無界媒質中的均勻平面波，詳細論述了平面波的性質、電磁波的極化、平面波在良介質及良導體中的傳播特性等；第7章介紹電磁波的反射和折射，詳細論述了平面波在理想導體表面、理想介質分界面及導電媒質分界面反射和折射的性質；第8章介紹導行電磁波，詳細論述了雙導體傳輸線、波導等導波傳輸系統和諧振腔的性質及其基本應用；第9章介紹電磁輻射，詳細論述了電磁輻射過程、電偶極子、磁偶極子、電磁場的對偶性、對稱振子天線、天線基本參數及應用等。
    本書可以作為高等院校電子信息類與電氣信息類專業「電磁場理論基礎」相關課程的教材，也可作為從事電波傳播、電磁兼容、射頻與微波技術的科研和工程技術人員的參考工具書。
作者介紹
編者:張洪欣//沈遠茂//韓宇南|責編:鍾志芳
    張洪欣，北京郵電大學電子工程學院教授、博士生導師，電子工程學院學術委員會委員，通信與微波工程研究室主任。國家自然科學基金同行評議專家，教育部學位與研究生教育發展中心評議專家，中國電子學會DSP應用專家委員會委員，北京電子電器協會電磁兼容分會委員，中國電子學會電磁兼容分會委員，中華預防醫學會自由基預防醫學專業委員會委員，北京市科學技術獎勵評審專家，江蘇省科技計劃評審專家，浙江省自然科學基金評議專家，IET高級會員，北京郵電大學大學生創新實踐工作突出貢獻指導教師。長期從事通信與電磁兼容、信號與信息處理、生物電子等領域的教學和研究工作。開設「電磁場與電磁波」、「物理光學」、「計算電磁學的數值方法」、「通信原理」等多門研究生及本科課程。發表學術論文170余篇。主持國家、省部級等科研項目30余項。申請國家發明專利5項，出版著作3部，編寫標準1部。獲得優秀論文獎5項、教學成果獎2項、優秀論文指導教師獎5項。
目錄
緒論
第l章  矢量分析
  1.1  矢量代數
    1.1.1  標量和矢量
    1.1.2  矢量的加法和減法
    1.1.3  矢量的乘法
    1.2.1  .種常用的坐標系
    1.2.1  正交坐標系
    1.2.2  直角坐標系
    1.2.3  圓柱坐標系
    1.2.4  球坐標系
  1.3  標量場的梯度
    1.3.1  標量場的等值面
    1.3.2  方嚮導數
    1.3.3  梯度
  1.4  矢量場的通量與散度
    1.4.1  通量
    1.4.2  散度
    1.4.3  散度定理
  1.5  矢量場的環量與旋度
    l.5.1  環量
    1.5.2  旋度
    1.5.3  斯托克斯定理
  1.6  無旋場與無散場
    1.6.1  無旋場
    1.6.2  無散場
  1.7  拉普拉斯運算與格林定理
    1.7.1  拉普拉斯運算
    1.7.2  格林定理
  1.8  亥姆霍茲定理
  1.9  衝激函數及其性質
  習題
第2章  靜電場與恆定電場
  2.1  庫侖定律與電場強度
    2.1.1  庫侖定律
    2.1.2  電場強度及其疊加原理
  2.2  電場強度的通量和散度
    2.2.1  電場強度的通量
    2.2.2  電場強度的散度
  2.3  電場強度的環量及旋度
    2.3.1  電場強度的環量
    2.3.2  電場強度的旋度
  2.4  靜電場的電位函數
    2.4.1  電場強度與電位函數
    2.4.2  電位函數的表達式
  2.5  電偶極子
    2.5.1  電偶極子的電位函數
    2.5.2  電偶極子靜電場的電場強度
    2.5.3  電偶極子靜電場的等位面和電場線
  2.6  靜電場中的導體和介質

    2.6.1  靜電場中的導體
    2.6.2  靜電場中的介質
    2.6.3  介質中電位移矢量的通量和散度
    2.6.4  電位移矢量與電場強度的關係
  2.7  泊松方程與拉普拉斯方程
  2.8  靜電場的邊界條件
    2.8.1  電位移矢量的法向邊界條件
    2.8.2  電場強度的切向邊界條件
    2.8.3  電位函數的邊界條件
  2.9  導體系統的電容
    2.9.1  雙導體及孤立導體的電容
    2.9.2  多導體的電容係數與部分電容
  2.10  靜電場的能量與靜電力
    2.10.1  靜電場的能量
    2.10.2  靜電場的能量密度
    2.10.3  靜電力
  2.11  恆定電場
    2.11.1  電流與電流密度矢量
    2.11.2  恆定電場的基本性質
    2.11.3  恆定電場的邊界條件
    2.11.4  靜電場比擬法與電導
    2.11.5  損耗功率與焦耳定律
  習題
第3章  恆定磁場
  3.1  恆定磁場的基本定律
    3.1.1  安培力定律
    3.1.2  畢奧-薩伐爾定律
  3.2  真空中的恆定磁場方程
    3.2.1  恆定磁場的散度及磁通連續性原理
    3.2.2  矢量磁位及其方程
    3.2.3  恆定磁場的旋度及安培環路定理
    3.2.4  標量磁位
  3.3  磁偶極子與介質的磁化
    3.3.1  磁偶極子及其矢量磁位
    3.3.2  介質的磁化
    3.3.3  介質中的恆定磁場方程
  3.4  恆定磁場的邊界條件
    3.4.1  磁感應強度的法向邊界條件
    3.4.2  磁場強度的切向邊界條件
    3.4.3  恆定磁場位函數的邊界條件
  3.5  電感
    3.5.1  自電感
    3.5.2  互電感
    3.5.3  電感的計算
  3.6  恆定磁場的能量和磁場力
    3.6.1  恆定磁場的能量及能量密度
    3.6.2  恆定磁場的磁場力
  習題
第4章  靜態場的邊值問題及其解法
  4.1  邊值問題的類型及唯一性定理

    4.1.1  邊值問題的分類
    4.1.2  靜電場解的唯一性定理
  4.2  分離變數法
    4.2.1  直角坐標系中的分離變數法
    4.2.2  圓柱坐標系中的分離變數法
    4.2.3  球坐標系中的分離變數法
  4.3  鏡像法
    4.3.1  平面鏡像
    4.3.2  球面鏡像與柱面鏡像
  4.4  有限差分法
    4.4.1  有限差分法基本原理
    4.4.2  有限差分法的基本實現方法
  習題
第5章  時變電磁場
  5.1  麥克斯韋方程組
    5.1.1  麥克斯韋第一方程
    5.1.2  麥克斯韋第二方程
    5.1.3  麥克斯韋第三方程
    5.1.4  麥克斯韋第四方程
    5.1.5  麥克斯韋方程組的形式
    5.1.6  媒質的本構方程
  5.2  時變電磁場的邊界條件
    5.2.1  法向場的邊界條件
    5.2.2  切向場的邊界條件
  5.3  時諧電磁場及麥克斯韋方程組的複數形式
    5.3.1  時諧電磁場的複數形式
    5.3.2  麥克斯韋方程組的複數形式
  5.4  時變電磁場的能量及功率
    5.4.1  坡印亭定理
    5.4.2  復坡印亭矢量及平均坡印亭矢量
  5.5  時變電磁場的唯一性定理
  5.6  電磁場的位函數及波動方程
  習題
第6章  無界媒質中的均勻平面波
  6.1  理想介質中的均勻平面波
    6.1.1  亥姆霍茲方程與均勻平面波
    6.1.2  理想介質中均勻平面波的特性
    6.1.3  理想介質中均勻平面波的一般表達式
  6.2  電磁波的極化
    6.2.1  線極化
    6.2.2  圓極化
    6.2.3  橢圓極化
    6.2.4  極化波的合成與分解
    6.2.5  電磁波的極化與天線的極化方式
  6.3  導電媒質中的均勻平面波
    6.3.1  導電媒質中的波動方程與均勻平面波
    6.3.2  導電媒質中均勻平面波的特性
    6.3.3  良介質與良導體
    6.3.4  趨膚效應
    6.3.5  表面阻抗、交流電阻

    6.3.6  損耗功率
  6.4  時域有限差分法
    6.4.1  麥克斯韋方程的差分格式
    6.4.2  UPML吸收邊界條件
  習題
第7章  均勻平面波在不同媒質分界面的反射與折射
  7.1  平面波垂直入射到理想導體表面
  7.2  平面波垂直入射到理想介質間的分界面
  7.3  平面波斜入射到理想導體表面
    7.3.1  垂直極化波斜入射
    7.3.2  平行極化波斜入射
  7.4  平面波斜人射到理想介質問的分界面
    7.4.1  平行極化波斜入射
    7.4.2  垂直極化波斜入射
    7.4.3  全折射、全反射與表面波
  7.5  平面波在導電媒質分界面的反射與折射
  7.6  平面波在多層媒質分界面的垂直入射
  7.7  人T電磁材料
    7.7.1  負折射效應
    7.7.2  完美透鏡效應
    7.7.3  負相速度
    7.7.4  逆多普勒頻移
    7.7.5  逆切倫科夫輻射
    7.7.6  完美吸波材料
  習題
第8章  導行電磁波
  8.1  導行電磁波傳播模式及其傳播特性
    8.1.1  TEM波
    8.1.2  TM波
    8.1.3  TE波
  8.2  雙導體傳輸線
    8.2.1  平行雙線傳輸系統
    8.2.2  同軸傳輸線
    8.2.3  微帶線
  8.3  矩形波導
    8.3.1  矩形波導中的TM波
    8.3.2  矩形波導中的TE波
    8.3.3  簡並模、主模及單模傳輸
    8.3.4  矩形波導的傳播特性參數及傳輸功率
  8.4  圓波導
    8.4.1  圓波導中的TM波
    8.4.2  圓波導中的TE波
    8.4.3  圓波導的傳播特性
    8.4.4  圓波導的幾種主要波形
  8.5  諧振腔
    8.5.1  諧振腔的基本參數
    8.5.2  矩形諧振腔
    8.5.3  圓諧振腔
  8.6  基片集成波導
  習題

第9章  電磁輻射
  9.1  滯后位
  9.2  電偶極子的輻射
    9.2.1  電偶極子電磁場的激發與輻射
    9.2.2  電偶極子的輻射場
  9.3  磁偶極子的輻射
  9.4  電與磁的對偶原理
  9.5  對稱振子天線
    9.5.1  對稱振子天線上的電流分佈
    9.5.2  對稱振子天線的遠區場
  9.6  天線的基本參數
    9.6.1  方向性函數、方向圖與方向性係數
    9.6.2  輸入阻抗與駐波比
    9.6.3  極化
    9.6.4  效率
    9.6.5  增益
    9.6.6  波瓣寬度
    9.6.7  前後比和副瓣電平
    9.6.8  有效長度與頻帶寬度
  習題
附錄A  矢量基本運算公式
附錄B  洛倫茲規範
附錄C  無線電頻段劃分
附錄D  常用導體材料的參數
附錄E  常用介質材料的參數
附錄F  常用物理常數
附錄G  一維吸收邊界條件UPML的實現
附錄H  梯度、散度和旋度的計算公式
附錄I  電位移矢量D、磁場強度H與極化電荷、磁化電流關係的討論
附錄J  電磁波反射係數與折射係數不同表述的等效性
附錄K  習題參考答案
附錄L  專業名詞解釋
參考文獻

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