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第1章 矢量分析与场论1

1.1 标量、矢量和场1

1.1.1 标量的概念1

1.1.2 矢量的概念1

1.1.3 场的概念2

1.2 矢量的基本运算2

1.2.1 矢量的数乘2

1.2.2 矢量的加法和减法2

1.2.3 标量积（点积）3

1.2.4 矢量积（叉积）3

1.3 三种常用的正交坐标系4

1.3.1 直角坐标系4

1.3.2 圆柱坐标系5

1.3.3 球坐标系6

1.3.4 三种正交坐标系中的矢量基本运算8

1.3.5 三种坐标系之间的关系9

1.4 标量场的梯度11

1.4.1 标量场的等值面11

1.4.2 方向导数12

1.4.3 梯度13

1.5 矢量场的散度16

1.5.1 矢量的通量16

1.5.2 散度17

1.6 矢量函数的旋度19

1.6.1 矢量的环量19

1.6.2 旋度20

1.7 格林（Green）定理和亥姆霍兹（Helmholtz）定理24

1.7.1 格林定理24

1.7.2 亥姆霍兹定理24

本章小节25

习题27

第2章 静态电场与恒定电场29

2.1 电场强度29

2.1.1 库仑定律29

2.1.2 电场强度和分布电荷之间关系30

2.2 真空中的静电场基本方程33

2.2.1 静电场的通量33

2.2.2 静电场的环量34

2.2.3 真空中的静电场方程36

2.3 电位37

2.3.1 电位的概念37

2.3.2 电场强度与电位的关系37

2.3.3 电荷与电位的关系38

2.4 静电场中的导体与介质40

2.4.1 静电场中的导体41

2.4.2 静电场中的电介质41

2.5 介质中的静态电场基本方程43

2.5.1 介质中的高斯定理43

2.5.2 静电场的基本方程44

2.5.3 电荷在导电媒质中的积累45

2.6 恒定电流和恒定电场47

2.6.1 电流及其空间分布47

2.6.2 欧姆定律和焦耳定量49

2.6.3 电流连续性方程51

2.7 边界条件，唯一性定理与镜像法52

2.7.1 静电场边界条件52

2.7.2 唯一性定理55

2.7.3 镜像法55

2.8 导体系统的电容与静电场的能量56

2.8.1 电容56

2.8.2 静电场的能量57

2.9 恒定电场与静电场的比较58

本章小结60

习题62

第3章 恒定电流的磁场65

3.1 磁感应强度65

3.1.1 毕奥—萨伐尔定律与安培力定律65

3.1.2 洛仑兹力67

3.2 真空中的静磁场基本方程68

3.2.1 磁感应强度的散度与磁通连续性原理68

3.2.2 磁场强度和导磁媒质中的安培环路定律69

3.2.3 真空中的静磁场基本方程70

3.3 磁位71

3.3.1 矢量磁位71

3.3.2 标量磁位72

3.4 媒质的磁化和磁场强度73

3.4.1 媒质的磁化73

3.4.2 媒质中的恒定磁场基本方程77

3.5 恒定磁场的边界条件78

3.5.1 法向分量的关系78

3.5.2 切向分量的关系79

3.6 自感、互感以及静磁能量81

3.6.1 电感、自感和互感81

3.6.2 互感的计算82

3.6.3 磁场的能量83

本章小结87

习题88

第4章 时变电磁场与电磁波90

4.1 麦克斯韦方程组90

4.1.1 法拉第电磁感应定律90

4.1.2 位移电流和全电流定律93

4.1.3 麦克斯韦方程组96

4.2 时变电磁场的边界条件99

4.2.1 不同媒质分解面的边界条件99

4.2.2 理想介质分界面之间的边界条件100

4.2.3 理想介质与理想导体分界面的边界条件100

4.3 坡印廷定理和坡印廷矢量101

4.3.1 坡印廷定理101

4.3.2 坡印廷矢量102

4.4 时谐变电磁场104

4.4.1 时谐变电磁场的形成过程104

4.4.2 时谐变电磁场的复矢量表示方式104

4.4.3 复数形式的麦克斯韦方程组105

4.4.4 复数形式的坡印廷矢量106

4.5 平面电磁波108

4.5.1 波动方程109

4.5.2 理想媒质中的均匀平面电磁波110

4.5.3 向任意方向传播的均匀平面电磁波114

4.5.4 均匀无限大导电媒质中的均匀平面电磁波117

4.5.5 趋肤效应119

4.6 电磁波的极化、色散与群速122

4.6.1 电磁波的极化122

4.6.2 相速、群速与色散的关系125

4.7 平面边界上均匀平面波的入射127

4.7.1 平面电磁波向理想介质的垂直入射127

4.7.2 平面边界上均匀平面波的斜入射131

本章小结136

习题138

第5章 均匀传输线理论142

5.1 均匀传输线理论概述142

5.1.1 导波形式及传输线的分类142

5.1.2 双导线型传输线基本要求以及分布参数143

5.1.3 传输线分析方法144

5.2 传输线方程及其解145

5.2.1 均匀双导体传输线的分布参数及其等效电路145

5.2.2 电报方程及其解145

5.2.3 无耗传输线的基本特性148

5.3 均匀无耗传输线的等效152

5.3.1 行波工作状态152

5.3.2 纯驻波工作状态152

5.3.3 行驻波工作状态156

5.4 圆图及其应用157

5.4.1 等反射系数圆158

5.4.2 阻抗圆图158

5.4.3 导纳圆图161

5.4.4 圆图应用举例162

5.5 有耗传输线164

5.5.1 有耗传输线的特性参数164

5.5.2 有耗传输线上的电压、电流和阻抗的分布166

5.5.3 有耗线上传输效率的计算166

5.6 双导线与同轴线167

5.6.1 平行双导线167

5.6.2 同轴线168

5.6.3 同轴线中不连续性的等效电路169

5.7 微带传输线170

5.7.1 微带线中的主模170

5.7.2 微带线的特性阻抗、相速与波长171

5.7.3 微带线的色散特性173

5.8 传输线的匹配173

5.8.1 三种匹配状态及其匹配方法173

5.8.2 阻抗匹配网络174

本章小结177

习题179

第6章 波导与谐振腔182

6.1 导行波系统中的场分析和特性参量182

6.1.1 导行波系统中的场分析182

6.1.2 规则波导的传输特性参量184

6.2 矩形波导185

6.2.1 矩形波导中的场185

6.2.2 矩形波导的传输特性188

6.2.3 矩形波导尺寸的选择193

6.2.4 脊形波导194

6.3 圆波导196

6.3.1 圆波导中的场196

6.3.2 圆波导的传输特性197

6.4 波导的激励与耦合199

6.4.1 电激励199

6.4.2 磁激励199

6.4.3 电流激励199

6.5 谐振腔200

6.5.1 谐振回路的基本性质200

6.5.2 微波谐振器的基本参数202

6.5.3 矩形金属谐振腔204

6.5.4 微带线谐振器207

6.6 几种常用的微波元件208

6.6.1 电抗元件208

6.6.2 连接匹配元件209

6.6.3 分支元件210

6.6.4 定向耦合器213

6.6.5 环行器216

本章小结217

习题219

第7章 微波网络基础222

7.1 微波网络概述222

7.2 等效传输线理论224

7.2.1 等效电压和等效电流224

7.2.2 归一化参量225

7.3 微波网络传输特性及参量分析228

7.3.1 单口网络的传输特性228

7.3.2 双端口网络的传输特性229

7.4 散射矩阵与传输矩阵234

7.4.1 散射矩阵235

7.4.2 传输矩阵236

7.4.3 散射矩阵与其他参量之间的关系237

7.4.4 S参数测量240

7.5 微带线的不均匀性以及微带线基本元件241

7.5.1 短路和开路微带线的等效电路241

7.5.2 串联电感和并联电容的实现242

7.5.3 微带线中的不连续性243

7.6 多端口网络的散射矩阵245

本章小结246

习题247

第8章 天线辐射与接收249

8.1 天线概述249

8.1.1 天线的定义249

8.1.2 天线的功能249

8.1.3 天线的分类250

8.1.4 天线的研究方法250

8.2 电磁辐射的基础理论251

8.2.1 电标位ψ与磁矢位A的引入251

8.2.2 位函数的方程251

8.2.3 位函数的解252

8.3 基本振子的辐射254

8.3.1 电基本振子254

8.3.2 磁基本振子256

8.4 天线的电参数257

8.4.1 天线效率257

8.4.2 天线方向性参数257

8.4.3 极化特性261

8.4.4 频带宽度261

8.4.5 输入阻抗261

8.4.6 有效长度261

8.5 天线的接收理论263

8.5.1 互易性原理263

8.5.2 天线接收的物理过程及其等效电路264

8.5.3 有效接收面积265

8.5.4 弗里斯（Friis）传输公式265

8.5.5 等效噪声温度266

8.5.6 接收天线的方向性266

本章小结267

习题268

第9章 电磁波的应用269

9.1 电磁波分类及其微波特点269

9.1.1 电磁波谱269

9.1.2 微波的分类270

9.1.3 微波的传输特性271

9.2 微波无线通信技术中应用271

9.2.1 射频前端发射机和接收机基本结构272

9.2.2 滤波器273

9.2.3 微波放大器275

9.2.4 混频器277

9.3 微波通信技术278

9.3.1 地面微波接力通信279

9.3.2 卫星通信280

9.3.3 微波通信的无线信道特性和影响因子282

9.4 雷达系统284

9.4.1 雷达的组成284

9.4.2 雷达的分类286

9.4.3 雷达的应用286

本章小结287

习题287

附件 史密斯（Smith）阻抗圆图288

参考文献289