电磁场基础

绪论1
第1章矢量分析3
§1.1矢量代数4
1.1.1矢量表示法与和差运算4
1.1.2标量积和矢量积4
1.1.3三重积5
§1.2矢量场的通量与散度，散度定理6
1.2.1矢量场的通量6
1.2.2散度的定义与运算7
1.2.3散度定理10
§1.3矢量场的环量与旋度，斯托克斯定理12
1.3.1矢量场的环量12
1.3.2旋度的定义与运算13
1.3.3斯托克斯定理15
§1.4标量场的方向导数与梯度，格林定理17
1.4.1标量场的方向导数与梯度17
1.4.2格林定理18
§1.5亥姆霍兹定理21
1.5.1散度和旋度的比较21
1.5.2亥姆霍兹定理21
§1.6曲面坐标系22
1.6.1圆柱坐标系22
1.6.2球面坐标系23
1.6.3三种坐标系的变换24
1.6.4场论运算公式26
习题29
第2章电磁场基本方程32
§2.1静态电磁场的基本定律和基本场矢量33
2.1.1库仑定律和电场强度33
2.1.2高斯定理，电通密度34
2.1.3电流密度，电荷守恒定律37
2.1.4毕奥萨伐定律，磁通密度38
2.1.5磁通连续性原理与安培环路定律，磁场强度41
§2.2法拉第电磁感应定律和全电流定律42
2.2.1法拉第电磁感应定律42
2.2.2位移电流和全电流定律44
2.2.3全电流连续性原理45
§2.3麦克斯韦方程组46
2.3.1麦克斯韦方程组的微分形式与积分形式46
2.3.2本构关系和波动方程49
2.3.3电磁场的位函数50
§2.4电磁场的边界条件53
2.4.1一般情形53
2.4.2两种常见情形55
§2.5坡印廷定理和坡印廷矢量58
2.5.1坡印廷定理的推导和意义58
2.5.2坡印廷矢量59
2.5.3场与路的一些对应关系61
§2.6惟一性定理62
习题62
第3章静电场及其边值问题的解法64
§3.1静电场基本方程与电位方程65
3.1.1静电场基本方程65
3.1.2电位定义65
3.1.3电位方程66
*§3.2静电场中的介质71
3.2.1介质的极化71
3.2.2介质中的高斯定理，相对介电常数74
§3.3静电场中的导体与电容75
3.3.1静电场中的导体75
3.3.2电容75
*3.3.3导体系的部分电容78
§3.4静电场的边界条件82
3.4.1和的边界条件82
3.4.2电位的边界条件83
§3.5静电场边值问题，惟一性定理86
3.5.1静电场边值问题86
3.5.2静电场惟一性定理86
§3.6镜像法87
3.6.1导体平面附近的点电荷88
3.6.2导体劈间的点电荷89
*3.6.3导体圆柱附近的线电荷90
§3.7分离变量法91
3.7.1直角坐标系中的分离变量法91
*3.7.2圆柱坐标系中的分离变量法96
*§3.8复变函数法101
3.8.1解析函数102
3.8.2复位函数法104
3.8.3保角变换法107
习题109
第4章恒定电场和恒定磁场114
§4.1恒定电场115
4.1.1恒定电场基本方程115
4.1.2恒定电场的边界条件115
4.1.3静电比拟法116
§4.2恒定磁场的基本方程和边界条件118
4.2.1恒定磁场的基本方程118
4.2.2恒定磁场的边界条件119
§4.3恒定磁场的矢量磁位121
4.3.1磁矢位A的定义与方程121
4.3.2的微分方程与积分表示式122
*4.3.3的边界条件123
§4.4电感124
4.4.1自感124
4.4.2互感129
习题132
第5章时变电磁场和平面电磁波135
§5.1时谐电磁场的复数表示136
5.1.1复数136
5.1.2复矢量137
§5.2复数形式的麦克斯韦方程组138
5.2.1复数形式的麦氏方程组138
5.2.2复数形式的波动方程和边界条件138
§5.3复坡印廷矢量和复坡印廷定理140
5.3.1复坡印廷矢量140
5.3.2复坡印廷定理141
§5.4理想介质中的平面波144
5.4.1平面波的电磁场144
5.4.2平面波的传播特性145
5.4.3电磁波谱148
§5.5导电媒质中的平面波149
5.5.1导电媒质的分类149
5.5.2平面波在导电媒质中的传播特性150
5.5.3平面波在良导体中的传播特性，集肤深度和表面电阻155
*5.5.4电磁波对人体的热效应160
*§5.6等离子体中的平面波161
5.6.1等离子体的等效介电常数162
5.6.2平面波在等离子体中的传播特性162
§5.7电磁波的极化163
5.7.1线极化164
5.7.2圆极化164
5.7.3椭圆极化165
习题169
第6章平面电磁波的反射与折射173
§6.1平面波对平面边界的垂直入射174
6.1.1对理想导体的垂直入射174
6.1.2对理想介质的垂直入射177
*6.1.3对多层边界的垂直入射181
§6.2平面波对理想导体的斜入射184
6.2.1沿任意方向传播的平面波184
6.2.2垂直极化波对理想导体的斜入射186
6.2.3平行极化波对理想导体的斜入射190
§6.3平面波对理想介质的斜入射192
6.3.1相位匹配条件和斯奈尔定律192
6.3.2菲涅耳公式195
§6.4全折射和全反射198
6.4.1全折射198
6.4.2全反射199
6.4.3表面波与光纤通信200
*§6.5传输线中的导行电磁波204
6.5.1纵向场法204
6.5.2导行波的分类206
习题207
第7章电磁波的辐射与散射210
§7.1时谐电磁场的位函数211
7.1.1时谐场位函数的定义与方程211
7.1.2时谐场位函数的求解，格林函数211
§7.2电流元的辐射213
7.2.1定义与其电磁场213
7.2.2近区场215
7.2.3远区场216
7.2.4辐射方向图218
7.2.5辐射功率和辐射电阻219
§7.3对偶原理，磁流元的辐射220
7.3.1广义麦克斯韦方程组，对偶原理220
7.3.2磁流元和小电流环的辐射221
§7.4电磁波的散射226
7.4.1散射场定义，瑞利散射226
7.4.2雷达散射截面228
习题230
第8章天线基础232
§8.1天线的功能与分类233
8.1.1天线的功能233
8.1.2天线的分类235
§8.2天线电参数和传输方程236
8.2.1方向性系数236
8.2.2辐射效率和增益238
8.2.3有效面积238
8.2.4输入阻抗与电压驻波比240
8.2.5极化241
8.2.6带宽242
8.2.7传输方程243
8.2.8雷达距离方程246
§8.3对称振子246
8.3.1对称振子的电流分布和远区场246
8.3.2对称振子的方向图、辐射电阻和方向系数248
8.3.3对称振子的输入阻抗251
§8.4天线阵252
8.4.1二元阵与方向图乘积定理252
8.4.2导体平面上的对称振子256
8.4.3N元阵259
§8.5微带天线266
8.5.1引言266
8.5.2微带贴片天线268
§8.6等效性原理和口径天线280
8.6.1等效性原理280
8.6.2口径场法281
8.6.3抛物面天线285
§8.7互易定理，天线方向图的测量286
8.7.1互易定理的一般形式287
8.7.2收、发天线方向图的互易性，方向图的测量288
习题289
附录A矢量分析公式293
一、矢量恒等式293
二、矢量微分算子294
三、坐标变换295
附录B常用数学公式和常数296
一、三角函数296
二、双曲函数297
三、对数298
四、级数299
五、常数与换算300
附录C符号和单位301
附录D无线电频段划分303
附录E主要人名编年表305
参考书目306