電磁場與電磁波（第2版）

緒論
第1章矢量分析
1.1矢量代數(shù)
1.1.1標(biāo)量和矢量
1.1.2矢量的加法和減法
1.1.3矢量的乘法
1.2三種常用的坐標(biāo)系
1.2.1正交坐標(biāo)系
1.2.2直角坐標(biāo)系
1.2.3圓柱坐標(biāo)系
1.2.4球坐標(biāo)系
1.3標(biāo)量場的梯度
1.3.1標(biāo)量場的等值面
1.3.2方向?qū)?shù)
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(huán)量與旋度
1.5.1環(huán)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(yùn)算與格林定理
1.7.1拉普拉斯運(yùn)算
1.7.2格林定理
1.8亥姆霍茲定理
1.9沖擊函數(shù)及其性質(zhì)
習(xí)題
第2章靜電場與恒定電場
2.1庫侖定律與電場強(qiáng)度
2.1.1庫侖定律
2.1.2電場強(qiáng)度及其疊加原理
2.2電場強(qiáng)度的通量和散度
2.2.1電場強(qiáng)度的通量
2.2.2電場強(qiáng)度的散度
2.3電場強(qiáng)度的環(huán)量及旋度
2.3.1電場強(qiáng)度的環(huán)量
2.3.2電場強(qiáng)度的旋度
2.4靜電場的電位函數(shù)
2.4.1電場強(qiáng)度與電位函數(shù)
2.4.2電位函數(shù)的表達(dá)式
2.5電偶極子
2.5.1電偶極子的電位函數(shù)
2.5.2電偶極子靜電場的電場強(qiáng)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(dǎo)體和介質(zhì)
2.6.1靜電場中的導(dǎo)體
2.6.2靜電場中的介質(zhì)
2.6.3介質(zhì)中電位移矢量的通量和散度
2.6.4電位移矢量與電場強(qiáng)度的關(guān)系
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(qiáng)度的切向邊界條件
2.8.3電位函數(shù)的邊界條件
2.9導(dǎo)體系統(tǒng)的電容
2.9.1雙導(dǎo)體及孤立導(dǎo)體的電容
2.9.2多導(dǎo)體的電容系數(shù)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恒定電場
2.11.1電流與電流密度矢量
2.11.2恒定電場的基本性質(zhì)
2.11.3恒定電場的邊界條件
2.11.4靜電場比擬法與電導(dǎo)
2.11.5損耗功率與焦耳定律
習(xí)題
第3章恒定磁場
3.1恒定磁場的基本定律
3.1.1安培力定律
3.1.2畢奧薩伐爾定律
3.2真空中的恒定磁場方程
3.2.1恒定磁場的散度及磁通連續(xù)性原理
3.2.2恒定磁場的旋度及安培環(huán)路定理
3.2.3恒定磁場的位函數(shù)及其方程
3.3磁偶極子與介質(zhì)的磁化
3.3.1磁偶極子及其矢量磁位
3.3.2介質(zhì)的磁化
3.3.3介質(zhì)中的恒定磁場方程
3.4恒定磁場的邊界條件
3.4.1磁感應(yīng)強(qiáng)度的法向邊界條件
3.4.2磁場強(qiáng)度的切向邊界條件
3.4.3恒定磁場位函數(shù)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(jì)算
3.6恒定磁場的能量和磁場力
3.6.1恒定磁場的能量及能量密度
3.6.2恒定磁場的磁場力
習(xí)題
第4章靜態(tài)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分離變量法
4.2.1直角坐標(biāo)系中的分離變量法
4.2.2圓柱坐標(biāo)系中的分離變量法
4.2.3球坐標(biāo)系中的分離變量法
4.3鏡像法
4.3.1平面鏡像
4.3.2球面鏡像
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(shí)現(xiàn)方法
習(xí)題
第5章時(shí)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(zhì)的本構(gòu)方程
5.2時(shí)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(shí)諧電磁場及麥克斯韋方程組的復(fù)數(shù)形式
5.3.1時(shí)諧電磁場的復(fù)數(shù)形式
5.3.2麥克斯韋方程組的復(fù)數(shù)形式
5.4時(shí)變電磁場的能量及功率
5.4.1坡印亭定理
5.4.2復(fù)坡印亭矢量及平均坡印亭矢量
5.5時(shí)變電磁場的唯一性定理
5.6電磁場的位函數(shù)及波動(dòng)方程
習(xí)題
第6章無界媒質(zhì)中的均勻平面波
6.1理想介質(zhì)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(zhì)中均勻平面波的特性
6.1.3理想介質(zhì)中均勻平面波的一般表達(dá)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
6.3導(dǎo)電媒質(zhì)中的均勻平面波
6.3.1導(dǎo)電媒質(zhì)中的波動(dòng)方程與均勻平面波
6.3.2導(dǎo)電媒質(zhì)中均勻平面波的特性
6.3.3良介質(zhì)與良導(dǎo)體
6.3.4趨膚效應(yīng)
6.3.5表面阻抗、交流電阻
6.3.6損耗功率
6.4時(shí)域有限差分法
6.4.1麥克斯韋方程的差分格式
6.4.2UPML吸收邊界條件
習(xí)題
第7章均勻平面波在不同媒質(zhì)分界面的反射與折射
7.1平面波垂直入射到理想導(dǎo)體表面
7.2平面波垂直入射到理想介質(zhì)間的分界面
7.3平面波斜入射到理想導(dǎo)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平面波斜入射到理想介質(zhì)間的分界面
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(dǎo)電媒質(zhì)分界面的反射與折射
7.6平面波在多層媒質(zhì)分界面的垂直入射
7.7人工電磁材料
7.7.1負(fù)折射效應(yīng)
7.7.2完美透鏡效應(yīng)
7.7.3負(fù)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(xí)題
第8章導(dǎo)行電磁波
8.1導(dǎo)行電磁波傳播模式及其傳播特性
8.1.1TEM波
8.1.2TM波
8.1.3TE波
8.2雙導(dǎo)體傳輸線
8.2.1平行雙線傳輸系統(tǒng)
8.2.2同軸傳輸線
8.2.3微帶線
8.3矩形波導(dǎo)
8.3.1矩形波導(dǎo)中的TM波
8.3.2矩形波導(dǎo)中的TE波
8.3.3簡并模、主模及單模傳輸
8.3.4矩形波導(dǎo)的傳播特性參數(shù)及傳輸功率
8.4圓波導(dǎo)
8.4.1圓波導(dǎo)中的TM波
8.4.2圓波導(dǎo)中的TE波
8.4.3圓波導(dǎo)的傳播特性
8.4.4圓波導(dǎo)的幾種主要波形
8.5諧振腔
8.5.1諧振腔的基本參數(shù)
8.5.2矩形諧振腔
8.5.3圓諧振腔
8.6基片集成波導(dǎo)
習(xí)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(fā)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(duì)偶原理
9.5對(duì)稱振子天線
9.5.1對(duì)稱振子天線上的電流分布
9.5.2對(duì)稱振子天線的遠(yuǎn)區(qū)場
9.6天線的基本參數(shù)
9.6.1方向性函數(shù)、方向圖與方向性系數(shù)
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前后比和副瓣電平
9.6.8有效長度與頻帶寬度
習(xí)題
附錄A矢量基本運(yùn)算公式
附錄B洛倫茲規(guī)范
附錄C無線電頻段劃分
附錄D常用導(dǎo)體材料的參數(shù)
附錄E常用介質(zhì)材料的參數(shù)
附錄F常用物理常數(shù)
附錄G一維吸收邊界條件UPML的實(shí)現(xiàn)
附錄H梯度、散度和旋度的計(jì)算公式
附錄I習(xí)題參考答案
參考文獻(xiàn)