电磁场、电磁能和电磁波 下PDF电子书下载

目录 1

第八章 电磁能和功率 1

8.1对运动电荷与磁荷的电磁力 1

8.2供给运动电荷与磁荷的功率 2

8.3能量守恒——坡印亭定理 3

8.3.1 微分形式坡印亭定理 3

8.3.2 积分形式坡印亭定理 5

8.3.3 确定S和ω的某些困难 6

8.4电场和磁场储存的能量 6

8.4.1 空气电容器中储存的电能 7

8.4.2 空芯电感器中储存的磁能 8

8.5.1 极化、磁化和传导功率密度 9

8.5物质吸收的功率 9

8.5.2 物质中的坡印亭定理 11

8.6静态功率流与耗散 13

8.6.1 电阻中的静态功率流 13

8.6.1.1 静态E和H场 13

8.6.1.2 坡印亭矢量和静态功率流 15

8.6.2 矩形电阻中的静态功率流 17

8.6.2.1 电源在无限远处时的矩形电阻 17

8.6.2.2 电源沿一边分布时的矩形电阻 19

？8.6.3 电子束中的静态功率流 22

8.6.3.1 电子束动力学 22

8.6.3.2 静态E和H场 24

8.6.3.3 坡印亭矢量和静态功率流 26

8.7.1 极化能量密度 27

8.7极化能和电能 27

8.7.3 总电能 29

8.7.2 电能密度 29

8.7.4 储存电能的举例——填充ε的电容器 30

8.8磁化能和磁能 31

8.8.1 磁化能量密度 31

8.8.2 磁能密度 32

8.8.3 总磁能 33

8.8.4 储存磁能举例 34

8.8.4.1 单匝线圈 34

8.8.4.2 一般n匝电感线圈 35

8.9小结和结论 36

习题 38

8.10参考文献 38

第九章 时变场的低频特性 41

9.1基本场定律 41

9.2静态场与时变场的比较 42

9.2.1 E和H场的耦合 42

9.2.2 低频场的物理意义 43

9.3严格的波动解 44

9.3.1 简单的波动系统 44

9.3.2 一维波动方程 44

9.3.3 正弦稳态解 46

9.3.4 时变电容场 48

9.3.5 低频响应 50

附录二 数学公式汇集 53

9.4.1 一般场和频率的关系 54

9.4时变场的幂级数法 54

9.4.2 带有ω的幂级数 54

9.4.3 不带ω的幂级数 59

9.5准静态场举例——电容器的低频响应 60

9.5.1 平行板电容器 60

9.5.1.1 参考点的选择 61

9.5.1.2 零阶场 62

9.5.1.3 一阶场 64

9.5.1.4 准静态解 67

9.5.1.5 二阶场及准静态场的正确性 68

？9.5.1.6 三阶及三阶以上的场 71

9.6电感器的低频特性 72

9.6.1 单匝电感器 72

9.6.1.1 零阶场 73

9.6.1.2 一阶场 73

9.6.1.3 准静态响应 74

9.6.1.4 电动势和楞次定律 76

9.6.1.5 二阶及二阶以上的场 78

？9.6.2 N匝电感线圈 79

9.6.2.1 没有线圈时的准静态场 79

9.6.2.2 存在线圈时的准静态场 81

9.6.2.3 保守场Ei（t）的物理意义 84

9.6.2.4 N匝自激励线圈 86

9.7电阻器的频率特性 87

9.7.1 零阶场 87

？9.7.2 一阶场 88

？9.7.3 准静态响应 89

9.8作为准静态近似的电路理论 91

9.8.1 从场理论导出基尔霍夫电路定律 92

9.8.2 电路的功率概念 94

9.9小结和结论 96

习题 97

第十章 TEM场和波（无损传输线理论） 100

10.1 横电磁（TEM）场 100

10.1.1 TEM场定律 100

10.1.2 TEM结构——理想导体传输线 101

10.1.3 理想导线的TEM边界条件 102

10.2 传输线模型 103

10.2.1 电压和电流的定义 103

10.2.2 归一化横向场 104

10.2.3 传输线方程 105

？10.2.4 传输线参数 107

？10.2.4.1 单位长度的电容 107

？10.2.4.2 单位长度的电感 107

？10.2.4.3 单位长度的并联电导 108

10.3 分布参数电路传输线 108

10.3.1 由分布电路模型建立的传输线方程 109

10.3.2 功率和能量——坡印亭定理 110

10.4 无损耗传输线上标量波的运动（时域分析） 111

10.4.1 时域解 111

10.4.2 正向和反向行波 113

10.5.1 频域解 116

10.5 无损耗传输线上的正弦波（频域分析） 116

10.5.2 正向和反向行波 117

10.5.2.1 波动和相速 117

10.5.2.2 能量和功率 119

10.5.2.3 输入阻抗和电源条件 120

10.5.2.4 负载和电源边界条件 121

10.5.3 纯驻波 122

10.5.3.1 短路线 122

10.5.3.2 能量和功率 123

10.5.3.3 输入阻抗和电源条件 125

10.5.3.4 其它驻波系统 125

10.6 传输线上的复数功率 128

10.6.1 电路理论中的复数功率 128

10.6.3 传输线上的复数坡印亭定理 130

10.6.2 传输线理论中的复数功率 130

10.6.4 复数功率流举例 132

10.7 一般终端阻抗 133

10.7.1 负载条件和反射系数 133

10.7.2 输入阻抗和电源条件 135

10.7.3 广义反射系数 135

10.7.4 驻波测量和？平面 136

10.7.5 史密斯圆图 139

10.7.5.1 史密斯圆图的用途 140

10.8 小结和结论 142

习题 143

11.1 均匀平面波（UPW）——时域解 148

11.1.1 均匀平面波（UPW）的性质 148

第十一章 无损耗媒质中的平面波 148

11.1.2 z向均匀平面波（时域） 149

11.1.3 均匀平面波的场和功率 150

11.2 频域中的场和功率 154

11.2.1 复数矢量的应用 154

？11.2.2 椭圆极化、圆极化和线极化 155

11.2.3 复数坡印亭定理 158

11.3 频域中的均匀平面波 160

11.3.1 x向极化波 160

11.3.2 解的性质 161

11.3.3 均匀平面波的作用 163

11.4 均匀平面波的垂直入射 163

11.4.1 对理想导体的垂直入射 163

11.4.2 对无损电介质的垂直入射 166

11.4.3 对多重电介质的垂直入射 169

11.5 均匀平面波的斜入射 170

11.5.1 均匀平面波动的分量 171

11.5.2 相位、波长和波速 173

11.5.3 斜入射的几何关系 175

11.5.4 对理想导体的斜入射 176

11.5.4.1 入射波和反射波的解 176

11.5.4.2 传输线模拟 180

11.5.5 无损电介质分界面上的斜入射 182

11.5.5.1 与边界平行的极化 182

11.5.5.2 在入射平面内的极化 185

11.5.5.3 布儒斯特（极化）角 187

11.5.5.4 临界反射 188

？11.6 非均匀平面波 192

11.6.1 解的性质 192

11.6.2 相位延迟与衰减 194

11.6.3 TE和TM平面波 194

11.6.4 均匀平面波与非均匀平面波的关系 197

11.7 导引波——无损耗矩形波导 198

11.7.1 基本方程 199

11.7.2 TE模和TM模 200

11.7.3 TEm,n模 200

11.7.3.1 通解 200

11.7.3.2 波导的边界条件 202

11.7.3.3 TEm,n波 202

11.7.4 TMm,n模 204

11.7.5 波导内波的特性 205

11.7.6 谐振腔 208

11.8 小结和结论 209

习题 210

第十二章 辐射 214

12.1 问题的定义 214

12.2 基本场定律和位函数 215

12.2.1 标量位和矢量位 215

12.2.2 波动方程 216

12.2.3 波的通解——滞后位的应用 216

12.3 基本偶极子的辐射 218

12.3.1 点源场 218

12.3.2 电偶极子（TM）解 220

12.3.3 偶极子场的特性 221

12.3.3.1 波的运动 221

12.3.3.2 波阻抗 222

12.3.3.3 复数坡印亭矢量与辐射功率 223

？12.3.4 磁偶极子（TE）解 224

12.4 实际天线 227

12.4.1 问题的特点 228

12.4.2 实际的电偶极子 228

12.4.2.1 解的说明 228

？12.4.2.2 阻抗特性 231

12.4.2.3 辐射特性 234

？12.4.3 半波天线 235

12.4.3.1 解的说明 236

12.4.3.2 辐射特性 237

12.5 偶极子的接收特性 239

？12.6 偶极子阵列 242

12.6.1 元因子与阵因子 242

12.6.2 二元偶极子阵 244

12.6.3 N元偶极子阵 247

12.7 小结和结论 249

习题 250

附录一 正交坐标的微分算符 252

附录三 拉普拉斯方程的解 255

附录四 有损耗媒质中的均匀平面波 255