电磁场与天线技术

本书系统地阐述了电磁场理论、电波传播理论、天线理论与技术、天线在通信中的应用及天线的工程设计，较充分地反映了电磁场与天线发展的近期新技术。全书分为上、下两篇，共13章。上篇为电磁场理论（第1～6章），内容包括：矢量分析与场论基础、静电场、恒定电场、恒定磁场、时变电磁场及平面电磁波。下篇为天线技术（第7～13章），内容包括：电波传播基本理论、蜂窝移动通信中的电波传播、天线原理、常用天线、线天线的馈电系统、天线在蜂窝移动通信系统中的应用及天线的仿真设计。为帮助读者理解教材内容，激发学习兴趣、扩大视野，每章配有丰富的拓展知识、习题及答案，相关内容可通过扫描书中的二维码获取。

"尹亚兰：副教授，硕士生导师。军队院校育才奖银奖获得者。主要从事通信与信息系统方面的教学与科研工作。研究方向为移动通信、天线理论与技术、电磁场数值计算等。出版专著2部，主编教材1部；发表论文50多篇；主持和参与科研课题8项。获军队科技进步奖三等奖3项，军队级教学成果奖三等奖1项，海军优秀课程二等奖1项。 王琪：博士，教授，校级教学名师。近年来主讲的课程包括微波工程、电磁场与天线技术、通信原理、电路分析、模拟电子技术等。主要研究方向为天线理论与技术、电磁场数值计算等。担任“江苏高校品牌建设工程二期（三批）项目”和“江苏省卓越工程师教育培养计划2.0专业建设项目”负责人，主持完成国家级本科一流课程1门，主持和参与完成江苏省高等教育教学改革研究课题3项，主持完成江苏省教育厅自然科学基金项目2项；指导学生完成省级以上大创类项目3项；在SCI、EI等学术期刊发表学术论文20多篇；主编通信原理教材1本。获江苏省教学成果一等奖1项。"

  上篇 电磁场理论

第1章 矢量分析与场论基础

1.1 矢量代数

1.1.1 矢量的加减运算

1.1.2 标量与矢量相乘

1.1.3 矢量的点积

1.1.4 矢量的叉积

1.2 三种常用的正交坐标系

1.2.1 直角坐标系

1.2.2 圆柱坐标系

1.2.3 球坐标系

1.3 标量场的梯度

1.3.1 标量场的等值面

1.3.2 标量场的方向导数

1.3.3 标量场的梯度

1.4 矢量场的散度

1.4.1 矢量场的矢量线

1.4.2 矢量场的通量与散度

1.4.3 散度定理

1.5 矢量场的旋度

1.5.1 矢量场的环量

1.5.2 矢量场的旋度

1.5.3 斯托克斯定理

1.6 亥姆霍兹定理

本章小结

思考题

习题

第2章 静电场

2.1 真空中的静电场

2.1.1 电荷与电荷密度

2.1.2 库仑定律与叠加原理

2.1.3 电场强度

2.2 真空中静电场的基本方程

2.2.1 静电场的高斯定理

2.2.2 静电场的环路定理

2.3 电位及其梯度

2.3.1 电位与电位差

2.3.2 电位的微分方程

2.4 电介质中的静电场

2.4.1 介质的极化

2.4.2 介质中电场的基本方程

2.4.3 静电场中的导体

2.5 静电场的边界条件

2.5.1 法向边界条件

2.5.2 切向边界条件

2.6 静电场中的能量

本章小结

思考题

习题

第3章 恒定电场

3.1 导电媒质中的传导电流

3.1.1 欧姆定律

3.1.2 焦耳定律

3.2 恒定电场的基本方程及边界条件

3.2.1 电流连续性方程

3.2.2 恒定电场的基本方程

3.2.3 恒定电场的边界条件

3.3 恒定电场与静电场的比较

本章小结

思考题

习题

第4章 恒定磁场

4.1 恒定磁场的基本方程

4.1.1 安培力定律

4.1.2 毕奥·萨伐尔定律

4.1.3 磁通连续性方程与安培环路定理

4.2 矢量磁位

4.2.1 矢量磁位的引入

4.2.2 矢量磁位的泊松方程

4.2.3 磁偶极子的磁场

4.3 磁介质中的场方程

4.3.1 介质的磁化

4.3.2 介质中磁场的基本方程

4.4 恒定磁场的边界条件

4.4.1 磁感应强度的法向边界条件

4.4.2 磁场强度的切向边界条件

4.5 恒定磁场的能量

本章小结

思考题

习题

第5章 时变电磁场

5.1 麦克斯韦方程组

5.1.1 法拉第电磁感应定律

5.1.2 位移电流

5.1.3 麦克斯韦方程组

5.2 时变场的边界条件

5.2.1 一般形式的边界条件

5.2.2 理想导体表面的边界条件

5.2.3 理想介质表面的边界条件

5.3 坡印亭定理与坡印亭矢量

5.3.1 坡印亭定理

5.3.2 坡印亭矢量

5.4 时谐电磁场

5.4.1 电磁场的波动方程

5.4.2 时谐场的复数表示

5.4.3 麦克斯韦方程组的复数形式

5.4.4 平均能流密度

本章小结

思考题

习题

第6章 平面电磁波

6.1 无界理想介质中的均匀平面波

6.1.1 无源区域波动方程的解

6.1.2 无源区域时谐场波动方程的解

6.1.3 均匀平面波传播特性

6.2 无界导电介质中的均匀平面波

6.2.1 导电介质中的波动方程

6.2.2 导电介质中的均匀平面波

6.2.3 良导体中的主要电磁参数

6.2.4 良介质中的主要电磁参数

6.3 电磁波的极化

6.3.1 线极化

6.3.2 圆极化

6.3.3 椭圆极化

6.4 均匀平面波对平面分界面的反射与折射

6.4.1 对理想介质平面的垂直入射

6.4.2 对理想导体平面的垂直入射

6.4.3 对理想介质平面的斜入射

本章小结

思考题

习题

下篇 天线技术

第7章 电波传播基本理论

7.1 电波及电波传播概述

7.1.1 电磁波基本知识

7.1.2 无线电波的特点

7.1.3 电波传播的媒质特性

7.1.4 电波传播方式

7.1.5 无线电波的基本传输特性

7.2 地波传播

7.2.1 地面的电参数

7.2.2 波前倾现象

7.2.3 地波传播特性

7.2.4 地波传播的应用

7.3 电离层与天波传播

7.3.1 电离层的结构特点和对天波传播的影响

7.3.2 短波天波传播

7.4 视距传播

7.4.1 影响视距传播的地面菲涅耳区

7.4.2 平面地对视距传播的影响

7.4.3 光滑平面地视距传播场强的计算

7.4.4 平面地上的地形地物对视距传播的影响

7.4.5 考虑地球曲率影响的非平面地视距传播的极限距离

7.4.6 对流层大气对视距传播的影响

7.5 无线电干扰

本章小结

习题

……

第8章蜂窝移动通信中的电波传播

第9章天线原理

第10章常用天线

第11章线天线的馈电系统

第12章天线在蜂窝移动通信系统中的应用

第13章天线的仿真设计

附录A常用的矢量计算公式

附录B无线电波波段的划分

参考文献