电磁场理论与微波技术

目 录 1

绪 论 1

第1章电磁场理论的数学准备 10

1.1矢量代数 10

1.2标量场的梯度 11

1.3矢量场的散度和散度定理 11

1.4矢量场的旋度和斯托克斯定理 13

1.5正交曲线坐标系 15

习 题 17

第2章时变电磁场 18

2.1法拉第电磁感应定律 18

2.2位移电流 19

2.3麦克斯韦方程组 22

2.4洛仑兹力 24

2.5电磁场的边值关系 24

2.6坡印亭定理与电磁场能量守恒 27

2.7电磁场的动量 28

习题 32

第3章电磁波的传播 33

3.1电磁波在介质中的传播 33

3.2电磁波在介质分界面上的反射和折射 36

3.3波包、相速和群速 44

3.4有导体存在时电磁波的传播 46

3.5电磁波在等离子体中的传播 49

习 题 52

第4章微波传输线理论 53

4.1传输线方程的解及传输线的特性参数 53

4.2反射系数、驻波比和输入阻抗 60

4.3无耗线工作状态分析 64

4.4有耗线的特性与计算 70

4.5史密斯圆图 74

4.6阻抗匹配 80

习题 85

第5章规则金属波导 87

5.1矩形波导 87

5.2其他截面的波导 100

5.3同轴线 105

5.4波导的激励方法 112

习题 114

第6章微带线 116

6.1微带线的制造工艺 116

6.2微带线的工作波型和准静态分析法 117

6.3微带线的特性阻抗和有效介电常数 119

6.4微带线的衰减 121

6.5微带线的色散特性 126

6.6其他形式的几种微带线 130

习题 131

第7章光纤 132

7.1光纤的传输特性 132

7.2光纤器件简介 139

7.3光纤通信的优越性及其应用 141

第8章谐振腔与微波振荡器 143

8.1谐振腔的基本性质 143

8.2金属波导矩形谐振腔 146

8.3圆柱谐振腔和同轴谐振腔 150

8.4微带谐振腔 153

8.5反射速调管振荡器 154

8.6磁控管振荡器 159

8.7微波固态源 169

习题 171

第9章电磁波的辐射和天线 172

9.1 电磁场的矢量势和标量势 172

9.2推迟势 175

9.3电偶极子的辐射 179

9.4天线参数及互易定理 183

9.5振子天线的辐射 185

9.6天线阵 189

9.7八木天线与电视发射天线 195

9.8喇叭天线、抛物面天线和卡塞格伦天线 198

9.9微带天线 201

9.10分形天线 202

9.11微波近场显微镜简介 204

9.12微带天线的近场应用 206

习题 207

第10章狭义相对论 209

10.1 电磁场理论的困惑 209

10.2爱因斯坦的基本假设与洛仑兹变换 211

10.3因果律与相互作用的最大传播速度 215

10.4相对论理论的四维形式 216

10.5电磁场理论的相对论协变性 225

10.6电场与磁场的深刻的内在联系 228

10.7相对论质点动力学 230

习题 233

第11章 电磁场数值计算方法基础 235

11.1有限差分法 235

11.2有限元方法 239

11.3边界元法 245

11.4矩量法 248

11.5电磁场数值计算中的其他方法 250

Ⅰ 矢量运算的常用公式 251

附 录 251

Ⅱ 张量运算公式 254

Ⅲ δ－函数用解析函数的极限来表示 254

Ⅳ常数表 255

Ⅴ 常用导体材料的特性 256

Ⅵ常用介质材料的特性 256

Ⅶ 常用同轴射频电缆特性参数表 257

Ⅷ标准矩形波导主要参数表 258

Ⅸ柱函数 259

Ⅹ 静电问题中的镜像法 263

Ⅺ能流密度的时间平均值的计算 264

参考文献 266