电磁场与电磁波 - 中国高校教材图书网
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书名： |
电磁场与电磁波
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| ISBN： | 978-7 - 5606 - 2507 - 2 |
条码： | |
| 作者： |
郭辉萍，刘学观
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装订： | 平装 |
| 印次： | 1-1 |
开本： | 16开 |
| 定价： |
￥30.00
折扣价：￥28.50
折扣：0.95
节省了1.5元
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字数： |
392千字
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| 出版社： |
西安电子科技大学出版社 |
页数： |
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| 发行编号： | 2799003-7 |
每包册数： |
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| 出版日期： |
2010-12-01 |
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| 内容简介： |
本书从矢量分析与场论入手，着重讨论了电磁基本理论和电磁工程基础两部分内容。电
磁基本理论部分主要包括静电场和恒定电场、边值问题的解法、恒定电流的磁场、时变电磁场以及电磁波的基本概念、平面电磁波在不同媒质中的传播特性等，其中对边界条件、电磁能流、极化、色散与群速等基本概念做了详细分析； 电磁工程基础部分主要包括电磁波的导引、辐射以及无线信道、电磁干扰与电磁兼容等基本知识，其中着重对传输线、波导、天线基础知识以及电磁兼容做了较深入的介绍。每章都附有习题，书后附有部分习题的参考答案。 本版修订既保持了上一版简洁的特点，又进一步加强了系统性，突出了应用性，并特别
注意与无线通信、高速电路设计、电磁兼容认证等知识的关联，使教材更符合时代特色。书
中对许多专业词汇给出了英文注解。
本书可作为高等学校电子信息类各专业本科教材，也可作为电子工程、通信工程、集成
电路设计以及其他相关专业的技术人员的参考书。
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| 作者简介： |
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| 章节目录： |
第1章 矢量分析与场论 1
1.1 矢量及其代数运算 1
1.2 圆柱坐标系和球坐标系 3
1.3 矢量场 8
1.4 标量场 14
1.5 亥姆霍兹定理 17
习题 18
第2章 静电场和恒定电场 22
2.1 电场强度与电位函数 22
2.2 真空中静电场的基本方程 28
2.3 电介质的极化及介质中的场方程 31
2.4 导体间的电容及电耦合 33
2.5 静电场的边界条件 36
2.6 恒定电场 41
习题 48
第3章 边值问题的解法 52
3.1 边值问题的提法 52
3.2 唯一性定理 53
3.3 镜像法 54
3.4 分离变量法 60
*3.5 有限差分法 70
习题 75
第4章 恒定电流的磁场 79
4.1 真空中恒定磁场的基本方程 79
4.2 磁介质的磁化、介质中的场方程 86
4.3 恒定磁场的边界条件 88
4.4 自感、互感与磁耦合 90
习题 93
第5章 时变电磁场与电磁波 96
5.1 法拉第电磁感应定律 96
5.2 位移电流 97
5.3 麦克斯韦方程及边界条件 99
5.4 坡印廷定理与坡印廷矢量 102
5.5 时谐电磁场 106
5.6 波动方程与电磁波 108
习题 110
第6章 平面电磁波 113
6.1 无耗媒质中的均匀平面波 113
6.2 导电媒质中的均匀平面波 117
6.3 良导体中的均匀平面波、趋肤效应 121
6.4 电磁波的极化 122
6.5 电磁波的色散与群速 126
6.6 均匀平面波对平面边界的垂直入射 127
6.7 均匀平面波对平面边界的斜入射 131
习题 137
第7章 传输线 141
7.1 均匀传输线的分析 141
7.2 传输线的等效 146
7.3 史密斯圆图及其应用 150
7.4 传输线的效率、损耗和功率容量 153
7.5 双导线与同轴线 154
7.6 微带传输线 156
7.7 传输线的匹配与滤波 160
习题 165
*第8章 波导与谐振器 167
8.1 矩形波导 167
8.2 圆波导 176
8.3 波导的激励与耦合 179
8.4 谐振器 180
习题 185
*第9章 电磁波的辐射与接收 187
9.1 位函数的波动方程及滞后位 187
9.2 基本振子的辐射 189
9.3 天线的电参数 192
9.4 接收天线理论 201
9.5 对称振子天线和天线阵 206
习题 211
第10章 无线信道、电磁干扰与电磁兼容 214
10.1 电磁波谱 214
10.2 无线信道的基本特性 216
10.3 视距传播信道 219
10.4 短波电离层反射信道 222
10.5 地表面波传播信道 225
10.6 不均匀媒质散射信道 227
10.7 电磁干扰 228
10.8 电磁兼容 231
习题 239
附录 240
附录1 矢量及其运算 240
附录2 史密斯圆图 242
附录3 标准矩形波导参数和型号对照表 243
附录4 量和单位 244
附录5 使用信息技术工具改造课程演示程序清单 246
部分习题参考答案 249
参考文献 258
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| 精彩片段： |
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| 书 评： |
第 一 版 前 言
电磁理论一直是电子信息类学科本科教学的基础课程，这与电磁理论在现代信息社会的地位密切相关。19世纪电磁基础理论基本形成。20世纪在电报、广播、电视、卫星通信、
移动通信、雷达、导航、无线网络及电气控制等领域得到了广泛应用。21世纪，随着个人无
线通信的发展，人们将更加依赖电磁波，处处感到电磁波的重要。同时人们也更加关注电磁波对人类的影响以及电子设备间的相互影响。
电磁理论课程体系主要涉及电磁基本理论及电磁工程两个方面，电磁基本理论主要研究电磁场的源与场的关系以及电磁波在空间传播的基本规律，电磁工程主要讨论电磁波的产生、
辐射、传播、电磁干扰、电磁兼容及电磁理论在各方面的应用等。
随着高等教育改革的不断深入以及人才培养模式的转变，学生对知识体系的完整性需求越来越大，因此本书在体系结构上突出基础性和知识体系的完整性，尽量避开繁杂的推导，
注意理论与实际应用的结合，使读者易于接受。另外，在教材中给出了许多专业词汇的英文
注解。
本书可供高等学校电子信息类学科本科有关各专业用作教材，亦可作为相关学科及有关
专业技术人员的参考书。
本教材计划教学时数为72学时。全书共八章，第1章为矢量分析与场论，介绍了标量场的梯度，矢量场的散度与旋度，为后续内容打下数学基础； 第2～4章为电磁基本理论，主要讨论了静电场、恒定磁场、时变电磁场的基本规律以及平面电磁波在不同媒质中的传播特性；第5～8章为电磁工程基础部分，第5章主要叙述了TEM波传输线的基本特性、传输线的等效、史密斯圆图、同轴线、微带传输线及传输线的匹配与滤波等，第6章讨论了波导传输系统及谐振器的工作原理，第7章讨论了电磁波的辐射与接收，主要叙述电磁波辐射的基本原理以及天线的基本知识，第8章介绍了无线信道、电磁干扰与电磁兼容的基本知识，为电磁工程应用打下基础。上述内容既有联系又相对独立，使用时可根据不同的教学要求进行灵活取舍。
本书由郭辉萍和刘学观合编，郭辉萍编写了第1～４章及第7章，刘学观编写了第5、6
、8章，周朝栋教授审阅了全书，徐德源编辑和马乐惠编辑对本书提出了许多宝贵的意见，
在此表示诚挚的谢意。在本书的成稿过程中得到了苏州大学电子信息学院领导和同志的关心
和支持，蔡文锋老师提供了许多帮助，在此一并表示感谢。同时作者对西安电子科技大学
出版社的大力支持表示感谢。
由于作者水平有限，书中难免存在一些缺点和错误，敬请广大读者批评指正。
作 者
2003年6月
第 二 版 前 言
本书第一版自2003年出版以来，得到全国许多高校教师和学生的关心与支持，并分别在
高等学校电磁场教学与教材研究会于2004年和2006年举办的两次年会上进行了交流，与会的许多教师和专家对该教材提出了十分宝贵的意见和建议。结合此意见和建议以及实际使用情况，我们对第一版书提出了修订意见，并在教育部“普通高等教育‘十一五’国家级规划教材”的遴选活动中，得到了有关专家的肯定，最终入选为普通高等教育“十一五”国家级规划教材。
另外，高速数字电路的飞速发展使与电磁理论相关的信号完整性分析成为电路设计的必备知识； 无线通信的迅速发展使以电磁理论为基础的射频技术成为电子工程师必须掌握的关键技术之一； 电子产品的强制认证（3C认证）制度的实施使与电磁理论密切相关的电磁兼容成为电子产品设计必须考虑的环节。这些都使得相关专业人才的需求在不断增加。
同时，高等教育的模式也从精英教育转变为大众教育，大学的毛入学率已从百分之几发展到超过50%。本次修订正是在这样的大背景下实施的。
在本书修订过程中，我们一方面按照教育部高等学校电子电气教学指导委员会2004年修订的“电磁场与电磁波”课程教学的基本要求和有关专家、教师的意见进行修改，另一方面充分考虑上述大背景，使修订后的教材更符合教学规律。修订过程中，重新编排了其中的一些章节并增删了部分内容， 以使新版教材在保持原教材风格的基础上，进一步加强系统性，突出应用性。
本书可作为高等学校电子信息类专业本科教材，亦可作为相关学科及相关专业技术人员的参考书。
全书共分10章。第1章为矢量分析与场论，介绍了标量场的梯度、矢量场的散度与旋度，
为后续内容打下数学基础； 第2~6章为电磁基本理论，主要讨论了静电场和恒定电场、边值
问题的解法、恒定电流的磁场、时变电磁场以及平面电磁波在不同媒质中的传播特性；第7~10章为电磁工程基础部分，第7章主要叙述了电磁波的TEM波传输线的基本特性、传输线的等效、史密斯圆图、同轴线、微带传输线及传输线的匹配与滤波等，第8章讨论了波导传输系统及谐振器的工作原理，第9章讨论了电磁波的辐射与接收，主要叙述电磁波辐射的基本原理以及天线和天线阵的基本知识，第10章介绍了无线信道、电磁干扰与电磁兼容的基本知识，
为电磁工程应用打下基础。上述内容既有联系，又有相对独立性。书中标有*的部分为选学内容，使用时可根据不同的教学要求进行灵活取舍。
另外，该教材配备了与之配套的多媒体课件，并且对诸如电磁波动、行波、驻波、极化、天线的方向图等一些抽象的电磁概念给出了动画演示。本课件采用Authorware和PowerPoint对各动画、数学公式、原理图、文字等进行了合理的编排，为学生提供了一个图文并茂、生动有趣的学习环境。
本书第1~6章及第9章由郭辉萍执笔，第7、8、10章由刘学观执笔，全书由郭辉萍统稿。 周朝栋教授审阅了全书，责任编辑郭景、马乐惠对本书提出了许多宝贵的意见，在此表示
诚挚的谢意。
本书在修订过程中，得到了苏州大学教务处和电子信息学院有关领导和同志的关心和支持，李富华副教授提出了许多建设性意见，蔡文锋老师、曹洪龙老师提供了许多帮助，在此
一并表示感谢。同时，作者对西安电子科技大学出版社多年来的大力支持表示感谢。
由于作者水平有限，书中难免存在一些疏漏之处，敬请广大读者批评指正。我们的电子邮箱是：txdzghp@suda.edu.cn。
编 者
2007年2月
于苏州大学
前 言
本书的第一版自2003年出版以来，得到全国许多高校教师和学生的关心与支持。 2006年底本教材入选教育部高等教育“十一五”国家级规划教材。2007年，编者汇集了部分读者和专家的意见，对第一版进行了修改，其中特别注重了信息技术的使用，于2007年出版了第二版（含多媒体课件）。
2008年教育部推出了使用信息技术工具改造课程项目，本课程教学组提出了详细的改造计划，得到了有关专家和同行的认可，最终成为全国首批18门（电子类2门）“使用信息技术工具改造课程”项目之一。该项目得到了包括北京邮电大学、南京航空航天大学等15所高校相关专业教师的大力支持与配合，将信息技术工具与课程内容深度结合，进一步完善了课程教学体系。本次修改就是在此背景下进行的。
此次修订保持了第二版的基本格局，在此基础上，利用Mathematica/Matlab等信息技术工具编制计算分析软件和演示工程，将难理解的知识点形象化、图形化，进一步丰富了教学课件。另一方面，突出工程应用，在电耦合、磁耦合、电磁仿真以及天线技术等方面做了进一步的修订。
每章难理解的知识点都配上了用信息技术工具编制的演示工程。
本书可供高等学校电子电气信息类学科本科有关各专业作为教材，亦可用作相关学科及有关专业技术人员的继续教育参考书。
本书第1～6章及第9章由郭辉萍执笔，第7、8、10章由刘学观执笔，全书由郭辉萍统稿。周朝栋教授审阅了全书，责任编辑马乐惠对本书提出了许多宝贵的意见，在此表示诚挚的谢意。
在本书的修订过程中，得到了教育部高教司、教育部高等学校教学评估中心相关领导和专家的关心与支持，上海交通大学长江学者毛军发教授、东南大学长江学者崔铁军教授提出了宝贵的意见，同时得到了南京航空航天大学刘少斌教授、南京邮电大学徐立勤教授、南京理工大学陈如山教授、华东师范大学高建军教授、中国传媒大学逯贵祯教授、江苏科技大学田雨波副教授、江南大学黄芳老师、太原理工大学李鸿鹰老师、杭州电子科技大学项铁铭副教授、东北林业大学赵伟教授、山东科技大学郭银景教授、河南师范大学张瑜副教授、江苏大学王刚教授、青岛科技大学魏崇毓教授等合作高校教师的大力支持； 还得到了苏州大学教
务处和电子信息学院有关领导和同志的关心和支持，李富华副教授提出了许多建设性意见，蔡文锋老师、曹洪龙老师提供了许多帮助，在此一并表示感谢。同时，作者对西安电子科技大学出版社多年来的大力支持表示感谢。由于作者水平有限，书中难免还存在一些缺点和疏漏，敬请广大读者批评指正。
我们的电子邮箱是： txdzghp@suda.edu.cn。
郭辉萍 刘学观
2010年2月于苏州大学
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