電磁波、天線與電波傳播

前言                  
 本書約定                  
 第1章  電磁場(chǎng)基本理論                  
 1. 1  電磁場(chǎng)的基本定律和電磁場(chǎng)方程的建立                  
 1. 1. 1  電磁場(chǎng)的基本定律和定理                  
 1. 1. 1. 1  電荷守恒定律                  
 1. 1. 1. 2  庫(kù)侖定律及其推論                  
 1. 1. 1. 3  安培定律及其推論                  
 1. 1. 1. 4  電磁感應(yīng)定律                  
 1. 1. 1. 5  洛侖茲力公式                  
 1. 1. 2  電磁場(chǎng)方程的建立                  
 1. 2  媒質(zhì)特性方程與電磁場(chǎng)方程                  
 1. 2. 1  媒質(zhì)特性方程與時(shí)變電磁場(chǎng)方程                  
 1. 2. 1. 1  媒質(zhì)特性方程                  
 1. 2. 1. 2  時(shí)變電磁場(chǎng)方程                  
 1. 2. 2  時(shí)諧媒質(zhì)特性方程與時(shí)諧電磁場(chǎng)方程                  
 1. 2. 2. 1  余弦實(shí)函數(shù)的復(fù)數(shù)表示                  
 1. 2. 2. 2  余弦電磁場(chǎng)與時(shí)諧電磁場(chǎng)                  
 1. 2. 2. 3  時(shí)諧媒質(zhì)特性方程                  
 1. 2. 2. 4  時(shí)諧電磁場(chǎng)方程                  
 1. 3  電磁場(chǎng)波動(dòng)方程                  
 1. 3. 1  時(shí)變電磁場(chǎng)波動(dòng)方程                  
 1. 3. 2  時(shí)諧電磁場(chǎng)波動(dòng)方程(亥姆霍茲方程)                  
 1. 4  電磁場(chǎng)邊值關(guān)系                  
 1. 4. 1  時(shí)變電磁場(chǎng)邊值關(guān)系                  
 1. 4. 2  時(shí)諧電磁場(chǎng)邊值關(guān)系                  
 1. 5  電磁場(chǎng)的能量                  
 1. 5. 1  時(shí)變電磁場(chǎng)的能量                  
 1. 5. 2  時(shí)諧電磁場(chǎng)的能量                  
 1. 6  電磁場(chǎng)唯一性定理                  
 1. 7  電磁場(chǎng)的位函數(shù)                  
 1. 7. 1  時(shí)變電磁場(chǎng)的位函數(shù)                  
 1. 7. 2  時(shí)諧電磁場(chǎng)的位函數(shù)                  
 1. 7. 2. 1  時(shí)諧電磁場(chǎng)顯式方程的位函數(shù)(磁矢量位)                  
 1. 7. 2. 2  時(shí)諧電磁場(chǎng)隱式方程的位函數(shù)(電磁矢量位)                  
 1. 7. 3  標(biāo)量波函數(shù)                  
 1. 7. 3. 1  直角坐標(biāo)系中的標(biāo)量波函數(shù)                  
 1. 7. 3. 2  圓柱坐標(biāo)系中的標(biāo)量波函數(shù)                  
 1. 7. 3. 3  球坐標(biāo)系中的標(biāo)量波函數(shù)                  
 1. 7. 4  格林函數(shù)                  
 1. 7. 4. 1    函數(shù)                  
 1. 7. 4. 2  亥姆霍茲方程的格林函數(shù)                  
 1. 7. 4. 3  非齊次矢量亥姆霍茲方程的積分解                  
 1. 8  廣義電磁場(chǎng)                  
 1. 8. 1  廣義電磁場(chǎng)方程                  
 1. 8. 1. 1  廣義時(shí)變電磁場(chǎng)方程                  
 1. 8. 1. 2  廣義時(shí)諧電磁場(chǎng)方程                  
 1. 8. 2  廣義電磁場(chǎng)波動(dòng)方程                  
 1. 8. 2. 1  廣義時(shí)變電磁場(chǎng)波動(dòng)方程                  
 1. 8. 2. 2  廣義時(shí)諧電磁場(chǎng)波動(dòng)方程(亥姆霍茲方程)                  
 1. 8. 3  廣義電磁場(chǎng)邊值關(guān)系                  
 1. 8. 3. 1  廣義時(shí)變電磁場(chǎng)邊值關(guān)系                  
 1. 8. 3. 2  廣義時(shí)諧電磁場(chǎng)邊值關(guān)系                  
 1. 8. 4  廣義電磁場(chǎng)唯一性定理                  
 1. 8. 5  廣義電磁場(chǎng)位函數(shù)                  
 1. 8. 5. 1  廣義時(shí)變電磁場(chǎng)位函數(shù)                  
 1. 8. 5. 2  廣義時(shí)諧電磁場(chǎng)位函數(shù)                  
 1. 8. 6  廣義電磁場(chǎng)方程的積分解                  
 1. 8. 6. 1  線性各向同性媒質(zhì)中廣義電磁場(chǎng)方程的積分解                  
 1. 8. 6. 2  均勻線性各向同性媒質(zhì)中廣義電磁場(chǎng)方程的積分解                  
 1. 8. 6. 3  邊界面上的積分表示式                  
 1. 9  習(xí)題                  
 第2章  均勻媒質(zhì)中的平面電磁波                  
 2. 1  齊次波動(dòng)方程的解與平面波                  
 2. 2  均勻理想介質(zhì)中的平面電磁波                  
 2. 3  均勻線性各向同性媒質(zhì)中的余弦平面波                  
 2. 3. 1  均勻理想介質(zhì)中的余弦平面波                  
 2. 3. 1. 1  平面波解                  
 2. 3. 1. 2  波的特性                  
 2. 3. 2  均勻?qū)щ娒劫|(zhì)中的余弦平面波                  
 2. 3. 2. 1  平面波解                  
 2. 3. 2. 2  波的特性                  
 2. 3. 2. 3  不良導(dǎo)體與良導(dǎo)體                  
 2. 3. 3  均勻線性各向同性媒質(zhì)中的余弦平面波                  
 2. 4  均勻線性各向異性媒質(zhì)中的余弦平面波                  
 2. 4. 1  均勻磁化等離子體中的余弦平面波                  
 2. 4. 1. 1  均勻磁化等離子體的媒質(zhì)特性方程                  
 2. 4. 1. 2  均勻磁化等離子體中的時(shí)諧場(chǎng)方程                  
 2. 4. 1. 3  均勻磁化等離子體中的余弦平面波                  
 2. 4. 2  均勻磁化鐵氧體中的余弦平面波                  
 2. 4. 2. 1  均勻磁化鐵氧體的媒質(zhì)特性方程                  
 2. 4. 2. 2  均勻磁化鐵氧體的時(shí)諧場(chǎng)方程                  
 2. 4. 2. 3  均勻磁化鐵氧體中的余弦平面波                  
 2. 4. 2. 4  均勻磁化等離子體與均勻磁化鐵氧體的對(duì)偶關(guān)系                  
 2. 4. 2. 5  均勻磁化等離子體與均勻磁化鐵氧體的波數(shù)與場(chǎng)解                  
 2. 5  習(xí)題                  
 第3章  分層媒質(zhì)中的平面電磁波(反射與透射)                  
 3. 1  平面電磁波對(duì)平面界面垂直入射時(shí)的反射與透射                  
 3. 1. 1  平面電磁波對(duì)單平面界面的垂直入射                  
 3. 1. 1. 1  理想介質(zhì)-理想導(dǎo)體界面                  
 3. 1. 1. 2  理想介質(zhì)-理想介質(zhì)界面                  
 3. 1. 2  均勻平面電磁波對(duì)雙平行平面界面的垂直入射                  
 3. 1. 2. 1  理想介質(zhì)-理想介質(zhì)-理想介質(zhì)界面                  
 3. 1. 2. 2  理想介質(zhì)-理想介質(zhì)-理想導(dǎo)體界面                  
 3. 1. 3  均勻平面電磁波對(duì)多平行平面界面的垂直入射                  
 3. 2  平面電磁波對(duì)平面界面斜入射時(shí)的反射與透射                  
 3. 2. 1  平面電磁波對(duì)單平面界面的斜入射                  
 3. 2. 1. 1  理想介質(zhì)-理想介質(zhì)界面                  
 3. 2. 1. 2  理想介質(zhì)-理想導(dǎo)體界面                  
 3. 2. 1. 3  理想介質(zhì)-導(dǎo)電媒質(zhì)界面                  
 3. 2. 2  均勻平面電磁波對(duì)雙平行平面界面的斜入射                  
 3. 2. 3  均勻平面電磁波對(duì)多平行平面界面的斜入射                  
 3. 3  習(xí)題                  
 第4章  導(dǎo)行電磁波與電磁諧振(波導(dǎo)與諧振腔)                  
 4. 1  柱坐標(biāo)系中時(shí)諧平面電磁波的傳播特性                  
 4. 2  導(dǎo)行電磁波(金屬波導(dǎo))                  
 4. 2. 1  矩形金屬波導(dǎo)                  
 4. 2. 2  圓金屬波導(dǎo)                  
 4. 2. 3  同軸線(圓環(huán)金屬波導(dǎo))                  
 4. 2. 4  扇形喇叭金屬波導(dǎo)                  
 4. 3  電磁諧振(金屬諧振腔)                  
 4. 3. 1  矩形金屬諧振腔                  
 4. 3. 2  圓柱金屬諧振腔                  
 4. 3. 3  球形金屬諧振腔                  
 4. 4  習(xí)題                  
 第5章  電磁波的散射與繞射(衍射)                  
 5. 1  電磁波的散射                  
 5. 1. 1  電磁散射及其基本參數(shù)                  
 5. 1. 2  圓柱對(duì)平面波的散射                  
 5. 1. 2. 1  理想導(dǎo)體圓柱對(duì)平面波的散射                  
 5. 1. 2. 2  理想介質(zhì)圓柱對(duì)平面波的散射                  
 5. 1. 3  球?qū)ζ矫娌ǖ纳⑸?nbsp;                 
 5. 1. 3. 1  理想導(dǎo)體球?qū)ζ矫娌ǖ纳⑸?nbsp;                 
 5. 1. 3. 2  介質(zhì)球?qū)ζ矫娌ǖ纳⑸?nbsp;                 
 5. 2  電磁波的繞射(衍射)                  
 5. 2. 1  口面繞射                  
 5. 2. 1. 1  口面的電磁場(chǎng)                  
 5. 2. 1. 2  面的繞射場(chǎng)                  
 5. 2. 1. 3  平面口面的繞射場(chǎng)                  
 5. 2. 2  電波傳播的主區(qū)與直邊菲涅爾繞射                  
 5. 2. 2. 1  電波傳播的主區(qū)                  
 5. 2. 2. 2  直邊菲涅爾繞射                  
 5. 2. 2. 3  菲涅爾積分                  
 5. 3  習(xí)題                  
 第6章  電磁波的輻射(天線)                  
 6. 1  天線的基本原理                  
 6. 1. 1  天線的基本概念                  
 6. 1. 2  基本輻射元                  
 6. 1. 2. 1  電流元                  
 6. 1. 2. 2  磁流元                  
 6. 1. 2. 3  輻射場(chǎng)的一般形式                  
 6. 1. 3  天線的特性參數(shù)                  
 6. 1. 3. 1  發(fā)射天線的特性參數(shù)                  
 6. 1. 3. 2  接收天線的特性參數(shù)                  
 6. 2  天線陣                  
 6. 2. 1  方向圖乘積定理                  
 6. 2. 2  二元天線陣                  
 6. 2. 2. 1  二元天線陣原理                  
 6. 2. 2. 2  地面對(duì)天線性能的影響                  
 6. 2. 3  直線天線陣                  
 6. 2. 3. 1  一般直線天線陣                  
 6. 2. 3. 2  均勻直線天線陣                  
 6. 2. 4  平面天線陣                  
 6. 2. 4. 1  矩形網(wǎng)格平面天線陣                  
 6. 2. 4. 2  圓天線陣                  
 6. 3  線天線                  
 6. 3. 1  振子類天線                  
 6. 3. 1. 1  對(duì)稱振子                  
 6. 3. 1. 2  水平振子天線                  
 6. 3. 1. 3  折合振子天線                  
 6. 3. 1. 4  引向天線                  
 6. 3. 1. 5  垂直振子天線                  
 6. 3. 1. 6  正交振子天線                  
 6. 3. 2  非振子類天線                  
 6. 3. 2. 1  行波線天線                  
 6. 3. 2. 2  小圓環(huán)天線                  
 6. 3. 2. 3  螺旋天線                  
 6. 3. 2. 4  縫隙天線                  
 6. 4  面天線                  
 6. 4. 1  平面口面場(chǎng)的輻射                  
 6. 4. 1. 1  一般平面口面場(chǎng)的輻射                  
 6. 4. 1. 2  線極化平面口面場(chǎng)的輻射                  
 6. 4. 1. 3  矩形口面場(chǎng)的輻射                  
 6. 4. 1. 4  圓形口面場(chǎng)的輻射                  
 6. 4. 2  喇叭天線                  
 6. 4,2. 1  喇叭天線概述                  
 6. 4. 2. 2  H面扇形喇叭天線                  
 6. 4. 2. 3  E面扇形喇叭天線                  
 6. 4. 2. 4  角錐喇叭天線                  
 6. 4. 2. 5  圓錐喇叭天線                  
 6. 4. 3  反射面天線                  
 6. 4. 3. 1  旋轉(zhuǎn)拋物面天線                  
 6. 4. 3. 2  卡塞格倫天線                  
 6. 5  習(xí)題                  
 第7章  地球環(huán)境中的無線電波(電波傳播)                  
 7. 1  電波傳播的基本概念                  
 7. 1. 1  電磁波的頻譜                  
 7. 1. 2  電波傳播的方式                  
 7. 1. 3  自由空間中的傳播電波                  
 7. 1. 4  媒質(zhì)對(duì)電波傳播的影響                  
 7. 2  地波(地面波)                  
 7. 2. 1  地球表面的電磁特性                  
 7. 2. 2  地波的場(chǎng)結(jié)構(gòu)與傳播特性                  
 7. 3  天波(電離層波)                  
 7. 3. 1  電離層                  
 7. 3. 2  無線電波在電離層中的傳播                  
 7. 3. 2. 1  電離層中的時(shí)諧電磁場(chǎng)方程                  
 7. 3. 2. 2  電離層的折射. 反射與吸收                  
 7. 4  空間波(直射波)                  
 7. 4. 1  地面對(duì)電波傳播的影響                  
 7. 4. 1. 1  視線距離與傳播余隙                  
 7. 4. 1. 2  地面反射對(duì)電波傳播的影響                  
 7. 4. 2  大氣對(duì)電波傳播的影響                  
 7. 4. 2. 1  電波在對(duì)流層中的折射                  
 7. 4. 2. 2  大氣吸收與降雨影響                  
 7. 5  習(xí)題                  
 第8章  時(shí)不變電磁場(chǎng)                  
 8. 1  靜電場(chǎng)                  
 8. 1. 1  靜電場(chǎng)基本方程                  
 8. 1. 2  靜電位                  
 8. 1. 3  靜電場(chǎng)邊值關(guān)系                  
 8. 1. 4  分布型位場(chǎng)的計(jì)算方法和實(shí)例                  
 8. 1. 5  靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電容                  
 8. 1. 5. 1  靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體                  
 8. 1. 5. 2  導(dǎo)體的電容                  
 8. 1. 6  靜電場(chǎng)能量                  
 8. 1. 7  靜電場(chǎng)唯一性定理                  
 8. 1. 8  靜電場(chǎng)邊值問題                  
 8. 1. 8. 1  常微分方程法                  
 8. 1. 8. 2  鏡像法                  
 8. 1. 8. 3  分離變量法                  
 8. 1. 8. 4  復(fù)變函數(shù)法                  
 8. 2  恒定電場(chǎng)                  
 8. 2. 1  恒定電場(chǎng)基本方程                  
 8. 2. 2  導(dǎo)體中的恒定電場(chǎng)                  
 8. 2. 3  導(dǎo)體的電阻與電導(dǎo)                  
 8. 3  恒定磁場(chǎng)                  
 8. 3. 1  恒定磁場(chǎng)基本方程                  
 8. 3. 2  磁矢量位                  
 8. 3. 3  恒定磁場(chǎng)邊值關(guān)系                  
 8. 3. 4  磁標(biāo)量位                  
 8. 3. 5  電感                  
 8. 3. 6  恒定磁場(chǎng)的能量                  
 8. 3. 7  恒定磁場(chǎng)位場(chǎng)的計(jì)算方法                  
 8. 4  習(xí)題                  
 附錄                  
 附錄A  矢量分析與正交曲線坐標(biāo)系                  
 附錄B  特殊函數(shù)                  
 附錄C  常用符號(hào)(單位)一覽表                  
 參考文獻(xiàn)