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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15

1.5.1 矢量的通量15

1.5.2　散度17

1.6　矢量函数的旋度18

1.6.1 矢量的环量18

1.6.2 旋度19

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26

2.1 电场强度29

2.1.1 库仑定律29

第2章　静态电场与恒定电场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32

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35

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40

2.4.2　静电场中的电介质41

2.5.1 介质中的高斯定理43

2.5　介质中的静态电场基本方程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50

2.7　边界条件，惟一性定理与镜像法51

2.7.1　静电场边界条件51

2.7.2 惟一性定理54

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59

习题61

第3章　恒定电流的磁场64

3.1　感应强度与矢量磁位64

3.1.1 毕奥—萨伐尔定律与安培力定律64

3.1.2 洛仑兹力66

3.2　真空中的静磁场基本方程67

3.2.1　磁感应强度的散度与磁通连续性原理67

3.2.2　磁场强度和导磁媒质中的安培环路定律68

3.2.3 真空中的静磁场基本方程68

3.3　磁位69

3.3.1 矢量磁位69

3.3.2　标量磁位71

3.4 媒质的磁化和磁场强度72

3.4.1　媒质的磁化72

3.4.2　媒质中的恒定磁场基本方程76

3.5.1 法向分量的关系77

3.5　恒定磁场的边界条件77

3.5.2　切向分量的关系78

3.6 自感、互感以及静磁能量79

3.6.1 电感、自感和互感79

3.6.2　互感的计算80

3.6.3　磁场的能量81

本章小结85

习题86

第4章 时变电磁场与电磁波88

4.1　麦克斯韦方程组88

4.1.1 法拉第电磁感应定律88

4.1.2　位移电流和全电流定律91

4.1.3　麦克斯韦方程组94

4.2　时变电磁场的边界条件96

4.2.1 不同媒质分解面的边界条件96

4.2.3　理想介质与理想导体分界面的边界条件97

4.2.2　理想介质分界面之间的边界条件97

4.3.1　坡印廷定理98

4.3　坡印廷定理和坡印廷矢量98

4.3.2　坡印廷矢量99

4.4　时谐变电磁场101

4.4.1 时谐变电磁场的形成过程101

4.4.2 时谐变电磁场的复矢量表示方式102

4.4.3 复数形式的麦克斯韦方程组103

4.4.4　复数形式的坡印廷矢量104

4.5　平面电磁波106

4.5.1 波动方程106

4.5.2 理想媒质中的均匀平面电磁波107

4.5.3 向任意方向传播的均匀平面电磁波111

4.5.4 均匀无限大导电媒质中的均匀平面电磁波114

4.5.5　趋肤效应116

4.6.1 电磁波的极化119

4.6 电磁波的极化、色散与群速119

4.6.2 相速、群速与色散的关系122

4.7　平面边界上均匀平面波的入射124

4.7.1 平面电磁波向理想介质的垂直入射124

4.7.2 平面边界上均匀平面波的斜入射128

本章小结133

习题135

第5章　均匀传输线理论139

5.1　均匀传输线理论概述139

5.1.1 导波形式及传输线的分类139

5.1.2 双导线型传输线基本要求以及分布参数140

5.1.3　传输线分析方法141

5.2　传输线方程及其解142

5.2.1 均匀双导体传输线的分布参数及其等效电路142

5.2.2 电报方程及其解142

5.2.3 无耗传输线的基本特性145

5.3　均匀无耗传输线的等效149

5.3.1　行波工作状态149

5.3.2　纯驻波工作状态149

5.3.3　行驻波工作状态153

5.4　圆图及其应用154

5.4.1 等反射系数圆155

5.4.2 阻抗圆图155

5.4.3 导纳圆图158

5.4.4 圆图应用举例159

5.5　有耗传输线161

5.5.1 有耗传输线的特性参数161

5.5.2 有耗传输线上的电压、电流和阻抗的分布163

5.5.3 有耗线上传输效率的计算163

5.6　双导线与同轴线164

5.6.1 平行双导线164

5.6.2 同轴线165

5.6.3 同轴线中不连续性的等效电路166

5.7　微带传输线167

5.7.1　微带线中的主模167

5.7.2　微带线的特性阻抗、相速与波长168

5.7.3　微带线的色散特性170

5.8　传输线的匹配170

5.8.1 三种匹配状态及其匹配方法170

5.8.2 阻抗匹配网络171

本章小结174

习题176

第6章　波导与谐振腔179

6.1 导行波系统中的场分析和特性参量179

6.1.1　导行波系统中的场分析179

6.1.2　规则波导的传输特性参量181

6.2.1　矩形波导中的场182

6.2　矩形波导182

6.2.2　矩形波导的传输特性185

6.2.3　矩形波导尺寸的选择190

6.2.4 脊形波导191

6.3 圆波导193

6.3.1 圆波导中的场193

6.3.2 圆波导的传输特性194

6.4　波导的激励与耦合196

6.4.1 电激励196

6.4.2　磁激励196

6.4.3 电流激励196

6.5　谐振腔197

6.5.1　谐振回路的基本性质197

6.5.2　微波谐振器的基本参数199

6.5.3　矩形金属谐振腔201

6.5.4　微带线谐振器203

6.6　几种常用的微波元件204

6.6.1　电抗元件204

6.6.2　连接匹配元件206

6.6.3　分支元件207

6.6.4　定向耦合器210

6.6.5　环行器212

本章小结214

习题216

第7章　微波网络基础218

7.1　微波网络概述218

7.2　等效传输线理论220

7.2.1 等效电压和等效电流220

7.2.2 归一化参量221

7.3　微波网络传输特性及参量分析224

7.3.1 单口网络的传输特性224

7.3.2 双端口网络的传输特性225

7.4　散射矩阵与传输矩阵230

7.4.1　散射矩阵231

7.4.2　传输矩阵232

7.4.3　散射矩阵与其他参量之间的关系233

7.4.4　S参数测量235

7.5　微带线的不均匀性以及微带线基本元件237

7.5.1 短路和开路微带线的等效电路237

7.5.2 串联电感和并联电容的实现238

7.5.3　微带线中的不连续性239

7.6　多端口网络的散射矩阵240

本章小结241

习题243

8.1.2　天线的功能245

8.1.1 天线的定义245

8.1　天线概述245

第8章　天线辐射与接收245

8.1.3　天线的分类246

8.1.4　天线的研究方法246

8.2　电磁辐射的基础理论247

8.2.1 电标位ψ与磁矢位A的引入247

8.2.2　位函数的方程247

8.2.3　位函数的解248

8.3　基本振子的辐射250

8.3.1 电基本振子250

8.3.2　磁基本振子252

8.4　天线的电参数253

8.4.1 天线效率253

8.4.2 天线方向性参数253

8.4.5　输入阻抗257

8.4.6　有效长度257

8.4.4　频带宽度257

8.4.3　极化特性257

8.5　天线的接收理论259

8.5.1 互易性原理259

8.5.2 天线接收的物理过程及其等效电路260

8.5.3　有效接收面积261

8.5.4 弗里斯（Friis）传输公式261

8.5.5　等效噪声温度262

8.5.6　接收天线的方向性262

本章小结263

习题264

第9章 电磁波的应用265

9.1 电磁波分类及其微波特点265

9.1.1 电磁波谱265

9.1.2　微波的分类266

9.2　微波无线通信技术中应用267

9.1.3　微波的传输特性267

9.2.1　射频前端发射机和接收机基本结构268

9.2.2 滤波器269

9.2.3　微波放大器271

9.2.4 混频器273

9.3　微波通信技术274

9.3.1 地面微波接力通信275

9.3.2 卫星通信276

9.3.3　微波通信的无线信道特性和影响因子278

9.4　雷达系统280

9.4.1 雷达的组成280

9.4.2 雷达的分类282

9.4.3 雷达的应用282

本章小结283

习题283

附件　史密斯（Smith）阻抗圆图284

参考文献285