电磁场与波(信息与通信工程第3版高等学校电子信息类专业系列教材)

本书系统地阐述了宏观电磁场和电磁波的基本规律、基本计算方法及其应用。全书共分8章：矢量分析电磁场，基本方程静电场及其边界问题的解法，恒定电场和恒定磁场，变电磁场和平面电磁波，平面电磁波的反射与折射，电磁波的辐射与散射及导型电磁波等。本书力求内容精炼，概念清晰，注重时间性和信息性。全书由浅入深，通俗易懂，图文并茂，便于自学。本书可供大学本科生电子信息类专业作为电磁场理论基础、电磁场与电磁波、电磁场与无线基础等课程的教科书，也可供科技人员作为自学读本或参考书。

钟顺时,1939年生，浙江瑞安人，现任上海大学通信与信息工程学院教授、博士生导师，中国电子学会会士，国际电气电子工程师学会（IEEE）高级会员，美国纽约科学院院士。

目录 绪论 第1章矢量分析 1.1矢量代数 1.1.1矢量表示法与和差运算 1.1.2矢量的乘法 1.1.3三重积 1.2矢量场的通量与散度及散度定理 1.2.1矢量场的通量 1.2.2散度的定义与运算 1.2.3散度定理 1.3矢量场的环量、旋度及斯托克斯 定理 1.3.1矢量场的环量 1.3.2旋度的定义与运算 1.3.3斯托克斯定理 1.3.4无散场与无旋场 1.4标量场的方向导数与梯度及格林 定理 1.4.1标量场的方向导数与梯度 1.4.2格林定理 1.5亥姆霍兹定理 1.5.1散度和旋度的比较 1.5.2亥姆霍兹定理 1.6曲面坐标系 1.6.1圆柱坐标系 1.6.2球面坐标系 1.6.3三种坐标系的变换 1.6.4场论运算公式 习题 第2章电磁场基本方程 2.1静态电磁场的基本定律和基本场 矢量 2.1.1库仑定律和电场强度 2.1.2电力线方程和等位面方程 2.1.3高斯定理与电通密度 2.1.4电流密度与电荷守恒定律 2.1.5焦耳定律 2.1.6毕奥萨伐定律与磁通密度 2.1.7磁通连续性原理与安培环路定律 及磁场强度 2.2法拉第电磁感应定律和全电流 定律 2.2.1法拉第电磁感应定律 2.2.2位移电流和全电流定律 2.2.3全电流连续性原理 2.3麦克斯韦方程组 2.3.1麦克斯韦方程组的微分形式与 积分形式 2.3.2本构关系和波动方程 2.3.3电磁场的位函数 2.4电磁场的边界条件 2.4.1一般情形 2.4.2两种常见情形 2.5坡印廷定理和坡印廷矢量 2.5.1坡印廷定理的推导和意义 2.5.2坡印廷矢量 2.5.3场与路的一些对应关系 2.6唯一性定理 习题 第3章静电场及其边值问题的解法 3.1静电场基本方程与电位方程 3.1.1静电场基本方程 3.1.2电位定义 3.1.3电位方程 *3.2静电场中的介质 3.2.1介质的极化 3.2.2介质中的高斯定理与相对介 电常数 3.3静电场中的导体与电容 3.3.1静电场中的导体 3.3.2电容 *3.3.3导体系的部分电容 3.4静电场的能量和电场力 3.4.1静电场的能量 3.4.2用场量表示的电场能量 3.4.3电场力 3.4.4静电场的应用 3.5静电场的边界条件 3.5.1和的边界条件 3.5.2电位的边界条件 3.6静电场边值问题与镜像法 3.6.1静电场边值问题 3.6.2静电场唯一性定理 3.6.3镜像法 3.7分离变量法 3.7.1直角坐标系中的分离 变量法 *3.7.2圆柱坐标系中的分离 变量法 3.8有限差分法 3.8.1差分表示式 3.8.2差分方程的数值解法 习题 第4章恒定电场和恒定磁场 4.1恒定电场 4.1.1恒定电场的基本方程 4.1.2恒定电场的边界条件 4.1.3静电比拟法 4.2恒定磁场的基本方程和边界 条件 4.2.1恒定磁场的基本方程 4.2.2恒定磁场的边界条件 4.3恒定磁场的矢量磁位 4.3.1磁矢位的定义与方程 4.3.2的微分方程与积分表 示式 *4.3.3的边界条件 4.4电感 4.4.1自感 4.4.2互感 *4.5恒定磁场的能量和磁场力 4.5.1恒定磁场的能量 4.5.2磁场力 习题 第5章时变电磁场和平面电磁波 5.1时谐电磁场的复数表示 5.1.1复数 5.1.2复矢量 5.2复数形式的麦克斯韦方程组 5.2.1复数形式的麦氏方程组 5.2.2复数形式的波动方程和边界 条件 5.3复坡印廷矢量和复坡印廷定理 5.3.1复坡印廷矢量 5.3.2复坡印廷定理 5.4理想介质中的平面波 5.4.1平面波的电磁场 5.4.2平面波的传播特性 5.4.3电磁波谱 5.5导电媒质中的平面波 5.5.1导电媒质的分类 5.5.2平面波在导电媒质中的传播 特性，相速与群速 5.5.3平面波在良导体中的传播特性 及集肤深度和表面电阻 *5.5.4电磁波对人体的热效应 *5.6等离子体中的平面波 5.6.1等离子体的等效介电常数 5.6.2平面波在等离子体中的传播 特性 5.7电磁波的极化 5.7.1线极化 5.7.2圆极化 5.7.3椭圆极化 5.7.4圆极化波的应用 习题 第6章平面电磁波的反射与折射 6.1平面波对平面边界的垂直入射 6.1.1对理想导体的垂直入射 6.1.2对理想介质的垂直入射 *6.1.3对多层边界的垂直入射 6.2平面波对理想导体的斜入射 6.2.1沿任意方向传播的平面波 6.2.2垂直极化波对理想导体的斜 入射与快波 6.2.3平行极化波对理想导体的斜 入射 6.3平面波对理想介质的斜入射 6.3.1相位匹配条件和斯奈尔 定律 6.3.2菲涅耳公式 6.4全折射和全反射 6.4.1全折射 6.4.2全反射与慢波 6.4.3光纤通信 习题 第7章导行电磁波 7.1传输线中的导行电磁波 7.1.1纵向场法 7.1.2导行波的分类 7.2矩形波导及谐振腔 7.2.1TE波和TM波的电磁场 分量 7.2.2TE波和TM波的传播特性 7.2.3TE10波 7.2.4谐振腔 7.3同轴线 7.3.1同轴线的传输特性 *7.3.2同轴线的高次模 7.4微带线 7.4.1微带线的传输模式 7.4.2微带线的准静态特性参量 7.5双导线 7.5.1传输线方程及其解 7.5.2传播常数和特性阻抗 7.6端接负载的无耗传输线 7.6.1端接任意负载阻抗的无耗 长线 7.6.2几种典型情形 7.7史密斯圆图与阻抗匹配 7.7.1史密斯圆图 7.7.2传输线匹配的意义 7.7.3传输线的阻抗匹配 习题 第8章电磁波的辐射与散射 8.1时谐电磁场的位函数 8.1.1时谐场位函数的定义与 方程 8.1.2时谐场位函数的求解与格林 函数 8.2电流元的辐射 8.2.1定义与其电磁场 8.2.2近区场 8.2.3远区场 8.2.4辐射方向图 8.2.5辐射功率和辐射电阻 8.3对偶原理及磁流元的辐射 8.3.1广义麦克斯韦方程组与对偶 原理 8.3.2磁流元和小电流环的辐射 8.4等效原理与惠更斯元的辐射 8.4.1等效原理 8.4.2惠更斯元的辐射 8.5电磁波的散射 8.5.1散射场定义与瑞利散利 8.5.2雷达散射截面 习题 第9章天线基础 9.1天线的功能与分类 9.1.1天线的功能 9.1.2天线的分类 9.2天线电参数和传输方程 9.2.1方向系数 9.2.2辐射效率和增益 9.2.3输入阻抗与带宽 9.2.4有效面积与传输方程 9.3对称振子 9.3.1对称振子的电流分布和远 区场 9.3.2对称振子的方向图、辐射电阻 和方向系数 9.3.3对称振子的输入阻抗 9.4天线阵 9.4.1二元边射阵与方向图乘积 定理 9.4.2端射阵 9.4.3N元边射阵 9.5微带天线 9.5.1引言 9.5.2微带天线工作原理 *9.5.3微带贴片天线分析 9.6抛物面天线 9.6.1抛物面的几何关系和几何光学 特性 *9.6.2口径天线的辐射场和方向性 *9.6.3抛物面天线的方向图和方向 系数 9.7互易定理与天线方向图的测试 9.7.1互易定理的一般形式 9.7.2收发天线方向图的互易性与 方向图的测试 习题 附录 参考文献