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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125

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282

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3110

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4132

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5166

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6190

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7236

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8262

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