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第1章 数学基础 1

1.1 矢量函数 1

1.1.1 标量与矢量 1

1.1.2 矢量的表示方法 1

1.1.3 矢量的基本代数运算 2

1.1.4 矢量函数的微分与积分 4

1.2 标量场的梯度 6

1.2.1 标量场的等值面和等值线 6

1.2.2 方向导数 6

1.2.3 梯度 7

1.3 矢量场的通量与散度 11

1.3.1 矢量场的矢量线（力线） 11

1.3.2 矢量场的通量 11

1.3.3 散度 13

1.3.4 高斯散度定理 14

1.4 矢量场的环量与旋度 15

1.4.1 矢量的环量 15

1.4.2 矢量的旋度 15

1.4.3 斯托克斯定理 17

1.5 哈密顿算子与矢量恒等式 19

1.5.1 哈密顿算子及其一阶微分恒等式 19

1.5.2 哈密顿及其二阶微分恒等式 20

1.5.3 格林定理 21

1.5.4 无旋场与无散场 22

1.6 柱贝塞尔函数与勒让德多项式 23

1.6.1 柱贝塞尔函数 23

1.6.2 勒让德多项式 23

1.7 亥姆霍兹定理 24

习题1 25

第2章 静态电磁场 28

2.1 静电场 28

2.1.1 电荷及电荷密度 28

2.1.2 库仑定律与电场强度 29

2.1.3 电介质的极化 31

2.1.4 静电场基本方程 33

2.1.5 电位函数与泊松方程 37

2.1.6 静电场的边界条件 39

2.1.7 静电场中的电容、能量与力 45

2.1.8 静电场的应用与危害 49

2.2 恒定磁场 51

2.2.1 电流及电流密度 51

2.2.2 安培力定律与磁感应强度 53

2.2.3 磁介质的磁化 55

2.2.4 恒定磁场基本方程 56

2.2.5 矢量磁位与泊松方程 59

2.2.6 恒定磁场的边界条件 62

2.2.7 恒定磁场与静电场的比拟关系 65

2.2.8 恒定磁场中的电感、能量与力 65

2.2.9 恒定磁场的应用 72

2.3 恒定电场 72

2.3.1 电源电动势 72

2.3.2 媒质的传导特性 73

2.3.3 基本方程与位函数 75

2.3.4 恒定电场的边界条件 76

2.3.5 有耗媒质的电阻 78

2.3.6 恒定电场与静电场的比拟 81

习题2 82

第3章 静态电磁场边值问题求解 86

3.1 静态场边值问题及解的唯一性定理 86

3.1.1 静态场问题的类型 86

3.1.2 静态场边值型问题的解法 86

3.1.3 唯一性定理 87

3.2 分离变量法 88

3.2.1 直角坐标系下的分离变量法 88

3.2.2 圆柱坐标系下的分离变量法 92

3.2.3 球坐标系下的分离变量法 95

3.3 镜像法 97

3.3.1 静电场中的镜像法 98

3.3.2 恒定磁场中的镜像法 106

3.4 电磁场边值问题数值求解 108

3.4.1 有限差分法 108

3.4.2 有限元方法 109

3.4.3 矩量法 110

习题3 110

第4章 时变电磁场 113

4.1 法拉第电磁感应定律 113

4.2 麦克斯韦方程组 113

4.2.1 麦克斯韦方程组 114

4.2.2 限定形式的麦克斯韦方程组 118

4.3 边界条件 119

4.3.1 H的边界条件 119

4.3.2 E的边界条件 119

4.3.3 D和B的边界条件 120

4.4 复数形式的麦克斯韦方程 122

4.4.1 时谐电磁场场量的复数表示法 122

4.4.2 麦克斯韦方程组的复数形式 123

4.5 波动方程及亥姆霍兹方程 124

4.5.1 时变场的波动方程 124

4.5.2 时谐场的亥姆霍兹方程 124

4.6 电磁场动态位函数 125

4.6.1 矢量位和标量位 125

4.6.2 达朗贝尔方程 125

4.7 电磁能量守恒与转化定律 126

4.7.1 坡印廷矢量和坡印廷定理 126

4.7.2 坡印廷定理的复数形式 127

4.7.3 坡印廷矢量的瞬时值和平均值 128

4.8 准静态场 129

4.9 瞬态场简介 131

4.9.1 静电脉冲场 131

4.9.2 雷电脉冲场 131

习题4 132

第5章 均匀平面波及其在无界空间传播 135

5.1 理想介质中的均匀平面波 135

5.1.1 均匀平面波的概念 135

5.1.2 均匀平面波传播特性及其相关参数 136

5.1.3 任意方向传播的均匀平面波 139

5.2 电磁波的极化 141

5.2.1 极化的概念 141

5.2.2 直线极化电磁波 142

5.2.3 圆极化电磁波 142

5.2.4 椭圆极化波 143

5.2.5 三种类型极化的相互关系及应用 143

5.2.6 极化信息简介 144

5.3 均匀平面波在导电媒质中的传播 145

5.3.1 复电容率与复磁导率 145

5.3.2 导电媒质中的均匀平面波 146

5.3.3 弱导电媒质中的均匀平面波 149

5.3.4 强导电媒质中的均匀平面波 149

5.3.5 媒质的色散特性及其对电磁波传播的影响 154

5.4 相速、能速、群速及信号速度 155

5.4.1 相速 155

5.4.2 群速 156

5.4.3 信号速度 157

5.4.4 能速 157

5.5 均匀平面波在各向异性媒质中的传播 159

5.5.1 均匀平面波在磁化等离子体中的传播 159

5.5.2 均匀平面波在铁氧体中的传播 163

习题5 166

第6章 均匀平面波的反射与透射 169

6.1 均匀平面波对分界面的垂直入射 169

6.1.1 均匀平面波对理想导体分界面的垂直入射 169

6.1.2 均匀平面波对理想介质分界面的垂直入射 170

6.1.3 均匀平面波对导电媒质分界面的垂直入射 174

6.2 均匀平面波对多层介质分界面的垂直入射 175

6.2.1 多层媒质的反射与透射 175

6.2.2 四分之一波长匹配器 177

6.2.3 半波长介质窗 178

6.2.4 天线罩简介 179

6.3 均匀平面波对理想导体的斜入射 179

6.3.1 菲涅耳反射定律 179

6.3.2 垂直极化波的斜入射 180

6.3.3 平行极化波的斜入射 181

6.4 均匀平面波对媒质的斜入射 182

6.4.1 垂直极化波对理想介质的斜入射 182

6.4.2 平行极化波对理想介质的斜入射 183

6.4.3 全反射与全折射 184

6.5 电磁散射与雷达隐身 186

6.5.1 雷达横截面（RCS） 186

6.5.2 RCS预估技术 187

6.5.3 目标材料隐身技术 189

6.5.4 目标结构隐身技术 189

习题6 190

第7章 导行电磁波 192

7.1 导行电磁波的概念 192

7.1.1 TEM波 195

7.1.2 TE与TM波 195

7.2 矩形波导 197

7.2.1 矩形波导中TM波的场分布 197

7.2.2 矩形波导中TE波的场分布 199

7.2.3 矩形波导中波的传播特性 200

7.2.4 矩形波导中的主模 202

7.3 圆柱波导 209

7.3.1 圆柱形波导中TM波的场分布 210

7.3.2 圆柱形波导中TE波的场分布 212

7.3.3 圆柱形波导中的三种典型模式 213

7.4 同轴波导 215

7.4.1 同轴波导中的TEM模场分布及传输特性 215

7.4.2 同轴波导中的高次模 217

7.5 传输线理论 219

7.5.1 传输线方程及其解 219

7.5.2 传输线的特性参数 223

7.5.3 传输线的工作参数 225

7.5.4 传输线的工作状态 228

7.6 谐振腔 232

习题7 236

第8章 电磁辐射与电磁兼容 239

8.1 电磁波的辐射与接收 239

8.1.1 辐射理论基础 239

8.1.2 电基本振子的辐射 241

8.1.3 磁基本振子的辐射 246

8.1.4 电磁波的接收 249

8.1.5 天线的基本概念 250

8.2 天线的基本参数 251

8.2.1 方向性函数和方向图 251

8.2.2 方向性系数 253

8.2.3 其他电参数 254

8.3 电磁兼容技术 257

8.3.1 电磁干扰及其三要素 257

8.3.2 电磁兼容技术简介 258

习题8 262

附录A 重要矢量公式 263

附录B 常用材料参数表 264

附录C 标准矩形波导管数据 265

附录D 特殊函数表 266

参考文献 273