第1章 电磁理论准备 1
1.1自由空间中电磁场的基本定律 1
1.1.1静止电荷与静电场 1
1.1.2恒定电流与静磁场 3
1.1.3时变磁场激发的电场——法拉第（Faraday）电磁感应定律 5
1.1.4时变电场激发的磁场——位移电流的假设 5
1.1.5麦克斯韦（Maxwell）方程组与洛仑兹（Lorentz）力公式 6
1.2物质中的宏观电磁场 7
1.2.1物质的极化 7
1.2.2物质的磁化 9
1.2.3导电物质中的传导电流 10
1.2.4物质中的麦克斯韦方程组 11
1.2.5媒质分界面上场的边值关系 12
1.3平面波在两种均匀各向同性媒质分界面的反射与透射 14
1.3.1均匀各向同性媒质中的平面波 14
1.3.2平面波在两种均匀各向同性媒质分界面的反射和折射 15
1.3.3布儒斯特角和无反射 18
1.3.4全反射与临界角 18
1.3.5反射系数 19
1.4成层地面和电离层对低频电磁波的反射特性和表面阻抗 21
1.4.1地面对低频电磁波的近似边界条件以及表面阻抗 21
1.4.2成层地面对平面电磁波的反射及其表面阻抗 22
1.4.3电离层的电参量和低电离层的电子浓度与碰撞频率的高度分布 27
1.4.4低电离层对低频水平极化波的反射和它的表面导纳 30
1.4.5电离层对垂直极化波的反射和它的表面阻抗 34
1.4.6渐变电离层中表面阻抗所满足的微分方程 37
第2章 均匀半空间的垂直和水平电偶极子激起的电磁场 40
2.1均匀平地上垂直电偶极子激起的电磁场 40
2.1.1场分量满足的微分方程 41
2.1.2柱坐标下Helmholtz方程的一般解 42
2.1.3球面波函数按柱函数展开 43
2.1.4电磁场的形式解 44
2.1.5 Sommerfeld型积分的奇点与单值分支 46
2.1.6侧面波的估值 48
2.1.7地面对垂直电偶极子辐射方向性图的影响 50
2.2地下（水下）水平电偶极子在均匀半空间激起的电磁场 53
2.2.1场分量的傅立叶变换 53
2.2.2场分量变换～Ex和～Bx的求解 55
2.2.3两个区域中场分量的一般积分表达式 57
2.2.4场分量的化简 61
2.2.5讨论和计算 67
附录A区域1中Fp1（p，？，z＋d）的估值 71
附录B区域2中E2p （p，？，z＋d）的估值 75
2.3地上（海面上）水平电偶极子在地面上激起的电磁场 81
2.3.1无耗空间一侧电磁场的积分表达式 81
2.3.2场分量的化简 84
2.4沿海水和一维各向异性岩层分界面传播的侧面波 93
2.4.1场分量的积分表达式 94
2.4.2场分量化简的结果 99
2.4.3计算与测量的结果比较 101
第三章 沿均匀光滑球形的地面传播的地波 106
3.1 Fock地波绕射理论 106
3.1.1球坐标下场方程的一般解 107
3.1.2格林函数eik R／R按勒让德多项式展开 109
3.1.3球形地面以上的电磁场的形式解 110
3.1.4 Watson变换和留数级数解 111
3.1.5当v和z都很大时h（1）v （z）的渐近表达式 113
3.1.6 Fock的地波绕射计算公式 116
3.2球形地面地波绕射公式的另一种求法 118
3.2.1分离变数求解亥姆荷兹方程 118
3.2.2利用源区边界条件确定系数As 121
3.2.3地波场强表达式 123
3.2.4复宗量Airy函数的性质及其数值计算方法 124
3.2.5模方程的根ts的分布 126
3.3大气折射指数分层不均匀对地波绕射场的影响 128
3.3.1大气球面分层模型下场分量的一般表达式 129
3.3.2大气折射指数随高度线性变化时地波绕射场的解 131
3.4典型的均匀光滑路径条件下地波场强的计算结果 134
3.5地下水平电偶极子在均匀球形地面产生的侧面波 135
3.5.1垂直电偶和磁偶极子在均匀球形地面上产生的电磁场 136
3.5.2地下水平电偶极子在地面上产生的电磁场 140
3.5.3地下水平电偶极子在地下产生的电磁场 144
3.5.4计算和讨论 145
第四章 不均匀不平坦地面的地波传播 148
4.1分段均匀路径的地波传播——J.R.Wait公式 148
4.1.1分段均匀的平面地面上的地波传播 148
4.1.2分界线与传播路径夹角的影响 152
4.1.3分段均匀的球形地面上的地波传播衰减因子 153
4.1.4 Millington经验公式 155
4.2沿分段均匀球形地面传播的地波波模转换 157
4.2.1均匀光滑地面地波衰减因子的表达式 158
4.2.2二段均匀光滑地面上地波衰减因子表达式 160
4.2.3三段均匀光滑地面上空的地波场 163
4.2.4 n段均匀光滑路径上空的地波场 165
4.2.5分析和讨论 167
附录A矩阵C21单元的计算 168
4.3不规则地面上地波传播衰减函数的积分方程数值解法 169
4.3.1不规则地面上地波衰减函数满足的积分方程 170
4.3.2位于地面以上各点接收的场 172
4.3.3典型条件下计算结果 173
第五章 甚低频波在地-各向同性电离层之间的波导传播理论 175
5.1平行平面波导 175
5.1.1平行平面波导的波场结构 175
5.1.2平面波导中偶极子所建立的场 179
5.2球面二阶近似 182
5.2.1球面二阶近似的波型结构 182
5.2.2垂直电偶极子在波导中所建立的场 188
5.2.3平面模型与二阶球面近似的适用条件 191
5.3球面模型的爱里函数描述 193
5.3.1高度函数的爱里函数近似 193
5.3.2垂直电偶极子在波导中的辐射场 198
5.3.3高度函数用爱里函数描述的精度 200
5.3.4与低阶近似比较 203
5.4各向同性条件下各阶波型的计算 204
5.4.1理想的无损耗条件下模方程的根 205
5.4.2非理想情况下模方程的根 206
5.4.3表面阻抗的计算 207
5.4.4各阶模的传播参数以及高度增益函数的计算 208
第六章 地球磁场影响下的电离层的反射特性和阻抗矩阵 209
6.1地球磁场影响下的电离层介质特性 209
6.2均匀各向异性介质中传播的寻常波与非寻常波 213
6.3均匀锐边界电离层的反射系数 216
6.4电离层的阻抗矩阵以及它满足的微分方程 224
6.5阻抗矩阵初始值的确定 229
6.6反射系数与表面阻抗的相互关系 231
6.7地球曲率对低频电波电离层反射系数计算的影响 233
6.7.1球面分层模型下电离层中电磁场切向分量满足的微分方程 234
6.7.2计算结果和讨论 236
第七章 长波天波传播 238
7.1地面和电离层之间垂直电偶极子所产生的场 238
7.2天波在照明区的几何光学近似 241
7.3天波在阴影区的留数级数表示 245
7.4天波在焦散区的计算 248
7.5 CCIR推荐的天波传播工程计算方法 249
7.5.1接收点电场的表达式 249
7.5.2天波射线到达角?和路径长度L 250
7.5.3电离层球面弯曲会聚系数 252
7.5.4地面的反射系数 254
7.5.5电离层反射系数 254
7.5.6天线背景因子（cut back factor ） 256
7.6低频天波幅度与相位的时变特性 260
7.6.1天波的昼夜季节变化 260
7.6.2低频脉冲传播与天地波分离 261
第八章 地球磁场影响下的地-电离层波导传播理论 263
8.1地-电离层波导中电磁场满足的微分方程和边界条件 263
8.2球面二级近似下，垂直电偶极子在波导中建立的电磁场 266
8.3爱里函数近似下，垂直电偶极子在波导中建立的电磁场 273
8.4典型条件下各阶模传播参数计算的结果 280
第九章VLF电波在不均匀波导中的传播 285
9.1各向同性地-电离层波导中的突变不均匀性 285
9.2地球磁场影响下的地-电离层波导中的突变不均匀性 289
9.3 VLF波场强和相位的昼夜季节变化及昼夜过渡期的模转换干涉现象 293
9.4各向同性地-电离层波导中的渐变不均匀性 296
9.5地球磁场影响下的地-电离层波导中的渐变不均匀性 301
9.6 VLF波场强和相位随距离变化及多模干涉现象 306
9.7 VLF传播相位随机起伏标准偏差以及多模干涉区的相位稳定性 309
9.7.1单模区的传播相位起伏标准偏差 309
9.7.2多模干涉区的传播相位起伏标准偏差 310
9.8有海浪起伏时海水中甚低频电波的传播相位和幅度变化 317
9.8.1海浪波形的模拟 317
9.8.2当电磁波沿水波柱方向传播时水面上的电磁场 319
9.8.3电磁波传播方向与柱方向不相平行时水面上的电磁场 320
9.8.4水下电磁场与海面上电磁场的关系 324
9.8.5水下磁场分量的计算 326
9.8.6海浪引起的场强和相位脉动 329
9.9甚低频传播相位的异常变化 331
第十章 极低频传播与舒曼谐振 333
10.1垂直电偶极子在均匀各向同性波导中产生的ELF场 333
10.2 ELF垂直磁偶极子在均匀各向同性地-电离层波导中激起的电磁场 339
10.3 ELF水平电偶极子在均匀各向同性地-电离层波导中的场 343
10.4 ELF波传播衰减率和相速的计算 350
10.5发射天线附近地面导电率各向异性对天线发射效率及方向性的影响 354
10.5.1地层导电率各向异性时的地面阻抗 355
10.5.2地层导电率各向异性条件下地-电离层波导中传播的ELF波的模方程 360
10.5.3发射天线附近地层导电率各向异性对天线发射效率及方向性的影响 363
10.6超低频传播与空腔谐振 365
第十一章 星载VLF发射装置在海面上产生的场 369
11.1电偶极子在均匀无限大电离层中的辐射场 370
11.1.1场的解析表达式 370
11.1.2远区场的渐近表达式 374
11.1.3计算结果及讨论 376
11.1.4结论 380
11.2磁偶极子在均匀无限大电离层中的辐射场 381
11.2.1场的解析表达式 381
11.2.2远区场的表达式 384
11.2.3计算结果及讨论 385
11.3星载的VLF磁偶极子在海面上产生的场 389
11.3.1电磁场的付里叶变换 389
11.3.2海面上场变换的数值计算结果 392
11.3.3海面上磁场的准纵近似 395
11.3.4垂直磁偶极子在海面上产生的场及一些特殊情况 398
11.3.5结论 400
11.4星载的VLF电偶极子在海面上产生的场 401
11.4.1在电离层和空气层中电磁场的付里叶变换 402
11.4.2海面上磁场的准纵近似 404
11.4.3另外一些特殊情况 406
11.4.4结论 408
11.5水平分层不均匀电离层中辐射源在海面上产生的场 409
11.5.1分析计算 409
11.5.2海面上场变换的准纵近似 412
11.5.3电离层中的VLF辐射源在海面上产生的场 415
第十二章 沿涂敷介质层的导电基底传播的表面波与侧面波 418
12.1垂直电偶极子在涂敷介质的导电基底上激励的电磁场 418
12.1.1场分量的积分表达式 418
12.1.2理想导电基底情况下极点方程的根 422
12.1.3理想导电基底情况下场分量的完整表达式 427
12.1.4理想导电基底情况典型条件下的计算和讨论 431
12.1.5非理想导电基底情况下极点方程的根 433
12.1.6非理想导电基底情况下场分量的完整表达式 437
12.1.7非理想导电基底典型条件下的计算和讨论 441
12.2水平电偶极子激励的电磁场 443
12.2.1场分量的积分表达式 444
12.2.2电型波分量 449
12.2.3磁型波分量 453
12.2.4场分量的完整表达式 458
12.2.5典型条件下的计算和讨论 461
12.3位于导电基底中的水平电偶极子激励的电磁场 466
12.3.1场分量的积分表达式 467
12.3.2电型波分量的估值 470
12.3.3磁型波分量的估值 477
12.3.4场分量的完整表达式 482
12.3.5薄层近似 486
12.3.6计算和讨论 489
12.4垂直电偶极子在涂有介质层的球形导电基底上的场 492
12.4.1大气和介质层中的波场结构 492
12.4.2利用源区条件确定激励系数As 495
12.4.3大气层中地波场公式 497
12.4.4各阶波型传播参数ts随介质层厚度的变化 497
12.4.5计算与讨论 498
参考文献 501