高等學(xué)校通信工程專業(yè)“十二五”規(guī)劃教材：電磁場(chǎng)與電磁波
定 價(jià)：32 元
叢書(shū)名：高等學(xué)校通信工程專業(yè)“十二五”規(guī)劃教材
- 作者：[中國(guó)]雷文太;李尹;趙亞湘 著
- 出版時(shí)間：2018/1/1
- ISBN：9787113240288
- 出 版 社：中國(guó)鐵道出版社
- 中圖法分類：O441.4
- 頁(yè)碼：164
- 紙張：膠版紙
- 版次：1
- 開(kāi)本：16開(kāi)
本書(shū)是高等學(xué)校通信工程專業(yè)十二五規(guī)劃教材。內(nèi)容包括：電磁場(chǎng)的基本規(guī)律、靜態(tài)電磁場(chǎng)、靜態(tài)場(chǎng)邊值問(wèn)題及其解、正弦平面電磁波、均勻平面波的反射與透射、電磁輻射。矢量分析部分的內(nèi)容，安排在本系列教材《通信工程應(yīng)用數(shù)學(xué)》中進(jìn)行先期學(xué)習(xí)。
電磁場(chǎng)與電磁波是一門(mén)重要的專業(yè)基礎(chǔ)學(xué)科，與現(xiàn)代信息社會(huì)密切相關(guān)。1873年，麥克斯韋以嚴(yán)格的數(shù)學(xué)方程描述了電磁場(chǎng)應(yīng)遵循的統(tǒng)一規(guī)律，建立了麥克斯韋方程組。1887年，赫茲的實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，揭開(kāi)了人類利用電磁場(chǎng)和電磁波的新篇章。由此人們逐步開(kāi)展了無(wú)線電通信、廣播、雷達(dá)、遙控遙測(cè)，以及星際通信、光纖通信等應(yīng)用研究。電磁場(chǎng)與電磁波這門(mén)課程理論性較強(qiáng)，概念較為抽象，對(duì)邏輯思維能力有較高要求。為適應(yīng)新形勢(shì)下的人才培養(yǎng)要求，本書(shū)在編寫(xiě)過(guò)程中注重物理概念的引出與物理規(guī)律的連貫性推導(dǎo)，便于學(xué)生對(duì)電磁場(chǎng)與電磁波的物理本質(zhì)的掌握和理解。全書(shū)分為6章，第1章介紹電磁場(chǎng)的基本規(guī)律，包括靜電場(chǎng)、恒定電場(chǎng)和恒定磁場(chǎng)的基本規(guī)律和方程描述，并介紹電磁感應(yīng)定律，推導(dǎo)了麥克斯韋方程組。第2章介紹靜態(tài)電磁場(chǎng)的基礎(chǔ)知識(shí)，包括電位、電容、磁矢位、磁標(biāo)位、電感、電場(chǎng)能量、磁場(chǎng)能量等物理概念。第3章介紹靜態(tài)場(chǎng)邊值問(wèn)題及其解，推導(dǎo)了唯一性定理，介紹鏡像法、分離變量法和有限差分法求解邊值問(wèn)題的處理過(guò)程。第4章介紹正弦平面電磁波的基本概念和物理特性，給出了電磁場(chǎng)波動(dòng)方程的描述方法和空間分布與傳播規(guī)律，分析了導(dǎo)電介質(zhì)中均勻平面波的傳播特點(diǎn)，給出了極化、相速和群速的概念。第5章介紹均勻平面波的反射和透射，給出了均勻平面波垂直入射和斜入射到分界平面時(shí)的空間電磁波的分布和傳播規(guī)律，并介紹了雷達(dá)天線罩、光纖通信等典型應(yīng)用。第6章介紹電磁輻射，給出了電偶極子的輻射特性，推導(dǎo)了方向圖乘積定理，給出了面天線輻射特性的分析方法。本書(shū)由雷文太、趙亞湘、董健任主編。具體分工如下：雷文太編寫(xiě)了第2、3、5章，趙亞湘編寫(xiě)了第1、4章，董健編寫(xiě)了第6章，全書(shū)由雷文太統(tǒng)稿。本書(shū)在編寫(xiě)過(guò)程中，得到了中南大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)和老師們的大力支持，在此致以誠(chéng)摯的謝意。由于編者水平有限，書(shū)中疏漏與不妥之處在所難免，敬請(qǐng)讀者批評(píng)指正。編者2017年8月
雷文太，男，副教授，工學(xué)博士，2006年于國(guó)防科技大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院獲得博士學(xué)位，2009-2011年在中南大學(xué)地球科學(xué)與信息物理學(xué)院地質(zhì)資源與地質(zhì)工程博士后流動(dòng)站工作，2010年進(jìn)入中南大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院任教，近年來(lái)一直致力于射頻系統(tǒng)集成、先進(jìn)信號(hào)處理方面的研究工作。主持國(guó)家自然科學(xué)基金1項(xiàng)，軍工項(xiàng)目3項(xiàng)，完成中國(guó)博士后科學(xué)基金項(xiàng)目1項(xiàng)，撰寫(xiě)了1部學(xué)術(shù)專著，翻譯了1部學(xué)術(shù)專著，獲得了5項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專利，申請(qǐng)公開(kāi)了3項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專利，近年發(fā)表學(xué)術(shù)論文20余篇。
第1章電磁場(chǎng)的基本規(guī)律1
11靜電場(chǎng)的基本定律與方程1
111電荷與電荷密度1
112庫(kù)侖定律與電場(chǎng)強(qiáng)度2
113真空中靜電場(chǎng)的基本方程5
114介質(zhì)的極化7
115介質(zhì)中靜電場(chǎng)的基本方程8
12恒定電場(chǎng)的基本分析10
121電流與電流密度10
122電流連續(xù)性方程11
123恒定電場(chǎng)的基本方程11
13恒定磁場(chǎng)的基本定律與方程12
131安培定律和磁感應(yīng)強(qiáng)度12
132真空中恒定磁場(chǎng)的基本方程15
133物質(zhì)的磁化18
134介質(zhì)中恒定磁場(chǎng)的基本方程19
14電磁感應(yīng)定律和位移電流21
141法拉第電磁感應(yīng)定律22
142位移電流23
15麥克斯韋方程組與邊界條件25
151麥克斯韋方程組25
152電磁場(chǎng)的邊界條件26
習(xí)題29
第2章靜態(tài)電磁場(chǎng)32
21靜電場(chǎng)的電位32
211靜電場(chǎng)電位簡(jiǎn)介32
212空間電荷的電位33
213靜電位的微分方程33
22導(dǎo)體系統(tǒng)的電容34
221兩導(dǎo)體間的電容34
222部分電容35
23靜電場(chǎng)的能量37
231靜電場(chǎng)能量的計(jì)算方法37
232靜電力40
24穩(wěn)恒電場(chǎng)和穩(wěn)恒電流場(chǎng)41
241穩(wěn)恒電場(chǎng)的基本方程和邊界條件41
242穩(wěn)恒電場(chǎng)的電位42
電磁場(chǎng)與電磁波目錄243解穩(wěn)恒電流場(chǎng)的靜電比擬法43
25磁矢位44
251磁矢位簡(jiǎn)介44
252磁矢位的微分方程及其解44
253磁矢位的邊界條件45
254利用磁矢位計(jì)算磁場(chǎng)46
26磁標(biāo)位48
27電感48
271自感系數(shù)和互感系數(shù)48
272互感系數(shù)和自感系數(shù)的計(jì)算49
28磁場(chǎng)的能量和力51
281電流回路系統(tǒng)的能量51
282磁場(chǎng)的能量53
283磁場(chǎng)力54
習(xí)題55
第3章靜態(tài)場(chǎng)邊值問(wèn)題及其解58
31唯一性定理58
32鏡像法59
321點(diǎn)電荷對(duì)無(wú)限大導(dǎo)體平面的鏡像60
322點(diǎn)電荷對(duì)介質(zhì)平面的鏡像62
323電流對(duì)鐵板平面的鏡像63
324點(diǎn)電荷對(duì)導(dǎo)體球的鏡像 64
325導(dǎo)體圓柱面的鏡像66
33分離變量法68
331直角坐標(biāo)系中的分離變量69
332圓柱坐標(biāo)系中的分離變量70
333球坐標(biāo)系中的分離變量71
34有限差分法72
習(xí)題77
第4章正弦平面電磁波79
41電磁場(chǎng)的波動(dòng)方程79
42電磁能量和能量守恒定律80
43時(shí)諧電磁場(chǎng)的復(fù)數(shù)表示82
431時(shí)諧場(chǎng)的復(fù)數(shù)表示82
432復(fù)數(shù)形式的麥克斯韋方程84
433復(fù)數(shù)形式的波動(dòng)方程84
434平均坡印亭矢量85
44無(wú)界理想介質(zhì)中的均勻平面波86
441亥姆霍茲方程的平面波解86
442理想介質(zhì)中均勻平面波的傳播87
45導(dǎo)電媒質(zhì)中的均勻平面波91
451導(dǎo)電媒質(zhì)中的波動(dòng)方程92
452導(dǎo)電媒質(zhì)中均勻平面波的傳播特性92
453媒質(zhì)導(dǎo)電性能對(duì)電磁波的影響94
46電磁波的極化特性96
47波的相速和群速99
習(xí)題100
第5章均勻平面波的反射與透射103
51均勻平面波對(duì)分界平面的垂直入射103
511導(dǎo)電媒質(zhì)分界面的垂直入射103
512理想導(dǎo)體分界面的垂直入射105
513理想介質(zhì)分界面的垂直入射109
52均勻平面波對(duì)多層平面分層介質(zhì)的垂直入射112
53均勻平面波對(duì)分界平面的斜入射115
531垂直極化115
532平行極化121
習(xí)題124
第6章電磁輻射125
61電偶極子的輻射125
611電偶極子的近區(qū)場(chǎng)126
612電偶極子的遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)127
62對(duì)偶性原理與磁偶極子天線的輻射129
621對(duì)偶性原理129
622磁偶極子天線的輻射131
63天線的輻射特性和基本參數(shù)132
64常用的線天線136
641對(duì)稱天線136
642引向天線138
643螺旋天線138
65天線陣與方向圖相乘原理140
66面天線基礎(chǔ)141
661惠更斯原理141
662平面口徑的輻射143
習(xí)題145
附錄A電磁場(chǎng)與電磁波常用公式及單位換算148
參考文獻(xiàn)152
書(shū)單推薦
