《电磁场基础》详细介绍了电磁场理论的基础知识，主要内容包括矢量和场的基本概念、时变场的麦克斯韦方程组的积分和微分形式、均匀平面波的传播特性、传输线理论、波导原理和天线基础。《电磁场基础》还在扩展部分介绍了平面波在电离媒质以及各向异性媒质中的传播、电磁兼容与屏蔽、串扰、色散等其他相关内容。附录中对圆柱坐标系和球坐标系做了简要介绍，还介绍了三种坐标系下旋度、散度和梯度的计算以及物理意义。

图书信息

内容简介

作者简介

图书目录

21世纪高等学校电子信息工程型规划教材

图书信息

书 名: 电磁场基础

作　者：(美国)纳拉帕纳尼·纳拉亚纳·劳

出版社： 电子工业出版社

出版时间： 2010年01月

ISBN: 9787121098154

开本： 16开

定价: 39.80 元

内容简介

《电磁场基础》是大学高年级本科生难得的专业基础教材之一，可作为高等院校电子、通信、计算机和相关专业本科生的教材，可供有关学科教师、科研人员以及工程技术人员参考，还可作为电气、电子、通信领域工程师的重要参考书。

作者简介

纳拉帕纳尼·纳拉亚纳·劳，主要从事电离层的传播方面的科研工作，并在教学和课程建设方面获得了许多奖励和荣誉，如1 989年因其在电气工程教育和电离层传播等方面的贡献当选IEEE会士。Rao教授是IEEE的终生会士和ASEE的终生会员。

图书目录

第1章 矢量和场

1.1 矢量代数

1.2 笛卡儿坐标系

1.3 标量场和矢量场

1.4 正弦时变场

1.5 电场

1.6 磁场

小结

复习思考题

习题

第2章 麦克斯韦方程组的积分形式

2.1 线积分

2.2 面积分

2.3 法拉第定律

2.4 安培环路定律

2.5 电场的高斯定律

2.6 磁场的高斯定律

小结

复习思考题

习题

第3章 麦克斯韦方程组的微分形式

3.1 法拉第定律

3.2 安培环路定律

3.3 旋度和斯托克斯定理

3.4 电场的高斯定律

3.5 磁场的高斯定律

3.6 散度和散度定理

小结

复习思考题

习题

第4章 波在自由空间中的传播

4.1 无限大电流平面

4.2 无限大电流平面附近的磁场

4.3 麦克斯韦方程组的连续解

4.4 波动方程的解

4.5 均匀平面波

4.6 坡印廷矢量和能量存储

小结

复习思考题

习题

第5章 波在材料媒质中的传播

5.1 导体和电介质

5.2 磁性材料

5.3 波动方程及其解

5.4 电介质和导体中的均匀平面波

5.5 边界条件

5.6 均匀平面波的反射和透射

小结

复习思考题

习题

第6章 静态场、准静态场和传输线

6.1 梯度和电位

6.2 泊松方程和拉普拉斯方程

6.3 静态场和电路元件

6.4 通过准静态分析低频特性

6.5 分布电路概念和平行板传输线

6.6 任意横截面的传输线

小结

复习思考题

习题

第7章 传输线分析

7.1 短路传输线和频域特性

7.2 传输线的不连续性

7.3 Smith圆图

7.4 端接阻性负载的传输线

7.5 有初始条件的传输线

7.6 逻辑门之间的互连

小结

复习思考题

习题

第8章 波导原理

8.1 沿任意方向传播的均匀平面波

8.2 平行平板波导的横电波

8.3 色散和群速

8.4 矩形波导和谐振腔

8.5 平面波的反射和折射

8.6 介质板波导

小结

复习思考题

习题

第9章 天线基础

9.1 赫兹振子

9.2 辐射电阻和方向性系数

9.3 半波振子

9.4 天线阵列

9.5 镜像天线

9.6 接收特性

小结

复习思考题

习题

第10章 补充主题

10.1 电离媒质中波的传播

复习思考题

习题

10.2 各向异性媒质中波的传播

复习思考题

习题

10.3 电磁兼容和屏蔽

复习思考题

习题

10.4 传输线的串扰

复习思考题

习题

10.5 平行板波导的不连续性

复习思考题

习题

10.6 矢量磁位和环天线

复习思考题

习题

附录A 圆柱坐标系和球坐标系

附录B 圆柱坐标系和球坐标系中的旋度、散度和梯度

附录C 单位和量纲

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奇数编号习题答案

中英文术语对照

……

21世纪高等学校电子信息工程型规划教材

书名:电磁场基础

出版社:清华大学出版社

定价:26

条形码:9787302126126

ISBN:ISBN 7-302-12612-7

作者:钟顺时

印刷日期:2006-6-1

出版日期:2006-6-1

精装平装_开本_页数:平装16开,304页

中图法:

中图法一级分类:

中图法二级分类:

书号:

简介:　本书系统地阐述了宏观电磁场和电磁波的基本规律、基本计算方法及其应用。全书共分8章：矢量分析、电磁场基本方程、静电场及其边值问题的解法、恒定电场和恒定磁场、时变电磁场和平面电磁波、平面电磁波的反射与折射、电磁波的辐射与散射、天线基础等。

本书内容精练，注重实践性和新颖性，物理概念清晰，文字易懂，便于自学。书中例题多达80道，插图230幅，列表约40张，书末备有丰富的附录。可供大学本科电子信息类专业作"电磁场理论基础"、"电磁场与电磁波"或"电磁场与天线基础"等课程的教科书，也可作科技人员的自学读本或参考书。

前　言

随着信息时代的到来，电磁场理论的应用日益普遍，电磁场课程已成为电子信息类专业本科生必修的一门专业基础课。本书是在获上海市高校优秀教材奖的"八五"规划教材《电磁场理论基础》的基础上，结合教学体会，为适应21世纪科技与教育的新发展而重新编写的。适用于"电磁场理论基础"、"电磁场与电磁波"等课程60～80学时的教学。

本书主要特色是：

1．起点较浅，由浅人深，化难为易。在第1章"矢量分析"中，比较系统地介绍了有关矢量分析的基本知识。为照顾这方面知识尚少的读者，以小字排印，补充了一些推导与定理的证明，并对坐标变换和场论运算给出了更详尽的说明。穿插复习了复数、复变函数等知识，并对平面电磁波的运算引入了很方便的简化算法，又弓1人相位匹配条件，便于处理反折射的相位关系等。为避免手写时混淆，在矢量符号上加短横线，而不再采用黑体印刷。并对有些加注"*"号的章节，或其他较广、较深的内容，采用小字排印，便于读者取舍。

2．由一般到特殊，加深理解，增大时变场篇幅。与传统的由静态场到时变场的"综合法"叙述方式不同，本书采用"演绎法"处理。先介绍描述一般矢量场特性的亥姆霍兹定理，以此为基础引出麦克斯韦方程组，然后依次讨论它对静电场、恒定电场和恒定磁场及时谐场的应用。通过反复运用，加深理解。并节省了静态场的学时，增大了时变场篇幅。

3．加了绪论，增强举例，联系实际。绪论中，通过两幅图阐述了本课程的意义。书中引用了亚洲通信卫星、国际通信卫星等实例，又有光纤通信介绍、隐身飞机进展、电离层传播的简化分析、电磁波对人体的热效应、水下通信、微波炉、微带天线实例、天线罩与架空输电线分析等。每章都有大量例题与习题，而且列表丰富实用。

4．理论严谨，启发创新，图文并茂。书中不但深入讨论了麦克斯韦方程组，强调其普遍指导意义，也指出它是相对真理；又给出了广义麦克斯韦方程组和对偶原理及等效性原理、互易定理等。从麦氏方程的导出，对赫兹发明的补充说明，到介绍笔者亲历的科研进展等，不少内容都着意于启发创新。并增添了一些阐述原理的图，又加了不少应用举例图。特别是，利用计算机技术改进了插图的质量，添加了三维图。光盘中还有动态的电磁波辐射过程、对称振子方向图随其臂长的变化、平面波的反射等形象演示。

5．作为教学改革的一项尝试，本书还增加了具有特色的第8章："天线基础"，既可作为新课程"电磁场与天线基础"的教材，又可供感兴趣的读者自学参考。

本书的编写得到上海大学课程建设基金的赞助和通信与信息工程学院领导的热情支持。编写过程中又得到钮茂德、杨雪霞等同事的支持和帮助，博士研究生梁仙灵和姚凤薇共同描绘了全部插图，姚凤薇并打印了第1章原稿。本书备有电子教案与习题解答光盘，该光盘是在解放军电子工程学院张建华教授和中国海洋大学延晓荣副教授的协助下完成的。在此一并向他们表示衷心的感谢!并向本书引用的参考文献的作者们致以敬意。同时，深切缅怀敬爱的老师、中国科学院前院士毕德显教授和美国工程院前院士罗远祉教授。

由于本人水平有限，时间也较紧迫，书中的差错和不当之处在所难免，敬请读者不吝指正。

钟顺时

2006年5月于上海

目录:绪论1

第1章 矢量分析3

1．1 矢量代数4

1．1．1 矢量表示法与和差运算4

1．1．2 标量积和矢量积4

1．1．3 三重积5

1．2 矢量场的通量与散度，散度定理6

1．2．1 矢量场的通量6

1．2．2 散度的定义与运算7

1．2．3 散度定理10

1．3 矢量场的环量与旋度，斯托克斯定理12

1．3．1 矢量场的环量12

1．3．2 旋度的定义与运算13

1．3．3 斯托克斯定理15

1．4 标量场的方向导数与梯度，格林定理17

1．4．1 标量场的方向导数与梯度17

1．4．2 格林定理18

1．5 亥姆霍兹定理21

1．5．1 散度和旋度的比较21

1．5．2 亥姆霍兹定理21

1．6 曲面坐标系22

1．6．1 圆柱坐标系22

1．6．2 球面坐标系23

1．6．3 三种坐标系的变换24

1．6．4 场论运算公式26

习题29

第2章 电磁场基本方程 32

2．1 静态电磁场的基本定律和基本场矢量33

2．1．1 库仑定律和电场强度33

2．1．2 高斯定理，电通密度34

2．1．3 电流密度，电荷守恒定律37

2．1．4 毕奥-萨伐定律，磁通密度38

2．1．5 磁通连续性原理与安培环路定律，磁场强度41

2．2 法拉第电磁感应定律和全电流定律42

2．2．1 法拉第电磁感应定律42

2．2．2 位移电流和全电流定律44

2．2．3 全电流连续性原理45

2．3 麦克斯韦方程组46

2．3．1 麦克斯韦方程组的微分形式与积分形式46

2．3．2 本构关系和波动方程49

2．3．3 电磁场的位函数50

2．4 电磁场的边界条件53

2．4．1 一般情形53

2．4．2 两种常见情形55

2．5 坡印廷定理和坡印廷矢量58

2．5．1 坡印廷定理的推导和意义58

2．5．2 坡印廷矢量59

2．5．3 场与路的一些对应关系6l

2．6 惟一性定理62

习题62

第3章 静电场及其边值问题的解法64

3．1 静电场基本方程与电位方程65

3．1．1 静电场基本方程65

3．1．2 电位定义65

3．1．3 电位方程66

3．2 静电场中的介质 71

3．2．1 介质的极化71

3．2．2 介质中的高斯定理，相对介电常数74

3．3 静电场中的导体与电容75

3．3．1 静电场中的导体75

3．3．2 电容75

3．3．3 导体系的部分电容 78

3．4 静电场的边界条件82

3．4．1 E和D的边界条件 82

3．4．2 电位的边界条件83

3．5 静电场边值问题，惟一性定理86

3．5．1 静电场边值问题86

3．5．2 静电场惟一性定理86

3．6 镜像法87

3．6．1 导体平面附近的点电荷88

3．6．2 导体劈间的点电荷89

3．6．3 导体圆柱附近的线电荷 90

3．7 分离变量法91

3．7．1 直角坐标系中的分离变量法91

3．7．2 圆柱坐标系中的分离变量法 96

3．8 复变函数法101

3．8．1 解析函数102

3．8．2 复位函数法104

3．8．3 保角变换法107

习题109

第4章 恒定电场和恒定磁场114

4．1 恒定电场115

4．1．1 恒定电场基本方程115

4．1．2 恒定电场的边界条件115

4．1．3 静电比拟法116

4．2 恒定磁场的基本方程和边界条件118

4．2．1 恒定磁场的基本方程118

4．2．2 恒定磁场的边界条件119

4．3 恒定磁场的矢量磁位·121

4．3．1 磁矢位A的定义与方程 121

4．3．2 A的微分方程与积分表示式122

4．3．3 A的边界条件123

4．4 电感124

4．4．1 自感124

4．4．2 互感129

习题132

第5章 时变电磁场和平面电磁波135

5．1 时谐电磁场的复数表示136

5．1．1 复数136

5．1．2 复矢量137

5．2 复数形式的麦克斯韦方程组138

5．2．1 复数形式的麦氏方程组138

5．2．2 复数形式的波动方程和边界条件138

5．3 复坡印廷矢量和复坡印廷定理140

5．3．1 复坡印廷矢量140

5．3．2 复坡印廷定理141

5．4 理想介质中的平面波144

5．4．1 平面波的电磁场144

5．4．2 平面波的传播特性145

5．4．3 电磁波谱148

5．5 导电媒质中的平面波149

5．5．1 导电媒质的分类149

5．5．2 平面波在导电媒质中的传播特性150

5．5．3 平面波在良导体中的传播特性，集肤深度和表面电阻155

5．5．4 电磁波对人体的热效应160

5．6 等离子体中的平面波161

5．6．1 等离子体的等效介电常数162

5．6．2 平面波在等离子体中的传播特性162

5．? 电磁波的极化163

5．7．1 线极化164

5．7．2 圆极化164

5．7．3 椭圆极化165

习题169

第6章 平面电磁波的反射与折射173

6．1 平面波对平面边界的垂直入射174

6．1．1 对理想导体的垂直入射174

6．1．2 对理想介质的垂直入射177

6．1．3 对多层边界的垂直入射181

6．2 平面波对理想导体的斜入射184

6．2．1 沿任意方向传播的平面波184

6．2．2 垂直极化波对理想导体的斜入射186

6．2．3 平行极化波对理想导体的斜入射190

6．3 平面波对理想介质的斜入射192

6．3．1 相位匹配条件和斯奈尔定律192

6．3．2 菲涅耳公式195

6．4 全折射和全反射198

6．4．1 全折射198

6．4．2 全反射199

6．4．3 表面波与光纤通信200

6．5 传输线中的导行电磁波204

6．5．1 纵向场法204

6．5．2 导行波的分类206

习题207

第7章 电磁波的辐射与散射210

7．1 时谐电磁场的位函数211

7．1．1 时谐场位函数的定义与方程211

7．1．2 时谐场位函数的求解，格林函数211

7．2 电流元的辐射213

7．2．1 定义与其电磁场213

7．2．2 近区场215

7．2．3 远区场216

7．2．4 辐射方向图218

7．2．5 辐射功率和辐射电阻219

7．3 对偶原理，磁流元的辐射220

7．3．1 广义麦克斯韦方程组，对偶原理220

7．3．2 磁流元和小电流环的辐射221

7．4 电磁波的散射226

7．4．1 散射场定义，瑞利散射226

7．4．2 雷达散射截面228

习题230

第8章 天线基础232

8．1 天线的功能与分类233

8．1．1 天线的功能233

8．1．2 天线的分类235

8．2 天线电参数和传输方程236

8．2．1 方向性系数236

8．2．2 辐射效率和增益238

8．2．3 有效面积238

8．2．4 输入阻抗与电压驻波比240

8．2．5 极化241

8．2．6 带宽242

8．2．7 传输方程243

8．2．8 雷达距离方程246

8．3 对称振子246

8．3．1 对称振子的电流分布和远区场246

8．3．2 对称振子的方向图、辐射电阻和方向系数248

8．3．3 对称振子的输入阻抗251

8．4 天线阵252

8．4．1 二元阵与方向图乘积定理252

8．4．2 导体平面上的对称振子256

8．4．3 N元阵259

8．5 微带天线266

8．5．1 引言266

8．5．2 微带贴片天线268

8．6 等效性原理和口径天线280

8．6．1 等效性原理280

8．6．2 口径场法281

8．6．3 抛物面天线285

8．7 互易定理，天线方向图的测量286

8．7．1 互易定理的一般形式287

8．7．2 收、发天线方向图的互易性，方向图的测量 288

习题289

附录A 矢量分析公式293

一、矢量恒等式293

二、矢量微分算子294

三、坐标变换295

附录B 常用数学公式和常数296

一、三角函数296

二、双曲函数297

三、对数298

四、级数299

五、常数与换算300

附录C 符号和单位301

附录D 无线电频段划分303

附录E 主要人名编年表305

参考书目306