電磁學（簡體書）

前言
電磁理論是技術教育的基礎，但同時也是學生想學好的最難的課程之一。為了幫助學生克服困難，這裡向本科生提供了一本關於電磁場和波的教科書，名為《電磁學》。通過強調電磁理論數學的嚴格性和物理的理解力，本書為工程和物理專業的學生以及其他使用者提供綜合知識和牢固的電磁學基礎，目的是接近實際工程應用。
本書主要（但不絕對）是為電氣、計算機工程、物理學和相關專業的大學三年級水準的學生設計的，既可以是兩個學期（或兩個1/4學期）的系列課程，也可以是一個學期（或一個1/4學期）的課程。本書包含關於靜電場、恒定電流場、靜磁場、慢時變（低頻）電磁場、快時變（高頻）電磁場、均勻平面電磁波、傳輸線、波導和諧振腔、天線和無線通訊系統等14章內容。
很顯然，有很多關於本科生電磁學的教材（或許其中多數是適合於其他學科的）都很好，也很重要。然而，本書的目的在於結合所有這些書的最精彩部分和優勢。本書也引入一些目前已有的教材裡沒有提到的新的教學理念。
本書介紹了許多非常規的章節內容，在理論和實際方面都很重要，包含了展示挑戰性的課題、抽象化的電磁現象、創新方略和教學指導，提供了電磁場與波的計算及問題的求解，還有最重要的（根據學生們目前的判斷）例題解析、作業問題、概念性問題和MATLAB程序設計練習，目標是顯著提高學生對於電磁學的理解，以及對待電磁學這一學科的態度。總體來說，本書旨在作為本科生電磁學的“終極資源”。
本書特色如下：
 371個帶有詳細分析和引導性解題方法的實例，與理論緊密結合，也包括解題的方略。
 650個基於現實的課後問題，完全受求解的例題支撐（每個問題都對應一個例題）。
 沒有任何遺漏步驟的清晰、嚴謹、完整、有邏輯的內容展示，廣度和深度的平衡，靜態場（1/3）與動態場（2/3）的平衡。
 包括傳輸線問題的首選方案，在內容的選擇、重點、課程中材料的排序上都體現了靈活性。
 很多非常規的標題和小標題以及新的推導、說明、證明、解釋、例題、教學指導和可視化展示。
 500個多選概念問題（在同步網站上），檢驗讀者對本書內容的概念理解。
 400個MATLAB上機練習和工程項目（在本書同步網站上），帶有詳細的解答（指導）和MATLAB程式碼（m文件）。
本書同步網站：pearsonhighered.com。
下面更詳細地介紹上述內容和本書的其他特點。
例題與課後問題
本書最重要的一個特點就是給出大量帶有詳細解答和引導性方法的實例以及與例題一一對應的課後問題（作業）。本書共有371個實例，都與理論緊密結合，很好地補充了理論性的概念，系統地培養學生解決問題的能力。本書還提供了650個問題，作為課後練習在章末出現。
最重要的是，對於每一個或一系列的作業問題，都對應一個或一系列的例題，其詳細的解答為學生和其他讀者提供了必要的指導並引導他們獨立解決問題，完成作業任務，為測試和考試做準備。豐富且高質量的例題和習題對於一個課程和班級來說是至關重要的： 學生們要求有越來越多的例題，隨之而來的就是大量的習題（作為作業和考試的準備），這正是本書所能提供的。
本書中的例題和問題側重於實體概念的推理和數學合成方法，不是純粹公式化的（枯燥無味）解題方法。也沒有枯燥、複雜的純數學公式。這些例題的基本目標是教會讀者從不同的（或多或少具有挑戰性）方面對問題進行推導，並幫助他們獲取信心，真正地理解並喜歡這些材料。很多的例題和問題都具有實際的工程背景。
例題的解答展示並解釋了每個步驟，有大量對方法、策略及其他解題方法的討論。解題的方法通常會給出不止一種，以幫助讀者真正地理解並培養解決實際電磁場問題的能力。通過獲取這樣的能力，讀者也會得到在電磁場學習、理論基礎和實際應用上的信心，這種能力不限於通過流覽書本去搜索一個“黑匣子”一樣抽象的公式或者一連串的公式，也不是對計算器熟練地使用，進行枯燥的計算。
實際上，重要例題對於教師來說也是非常有用的——尤其在教學過程中——因為這些例題更適合在班級內進行邏輯性描述和討論，要比枯燥的或者純粹的“數學”例題更令學生感興趣。
清晰，精確，全面
連同大量的各種類型的例題和問題（還有簡答題和練習題），為了兼顧寬度和深度的最佳平衡，本書最具特色的就是整部教材貫穿始終的、專注內容的清晰性、完整性和教學方法。作為科學和工程學科的基礎，電磁學給幾乎所有它所涵蓋的領域提供完整的物理解釋和嚴密的數學模型。因此，除了幾個基本的實驗定律（例如庫侖定律）以外，理所當然地必須考慮模型的建立，在建立令人印象深刻和激動的電磁學理論過程中，所有的過程步驟都以一致的、有意義的方式及足以讓讀者理解和領略到的細節清晰地展示給讀者。這就是本書所試圖做到的。
簡單地說，新的引出、說明、證據、解釋和可視化都逐字逐句地進行了推導、證明和解釋（除了幾個實驗定律以外）。困難的、重要的概念和推導均有規律地以不少於一種方式展示出來，説明學生理解和掌握學習的內容。儘管偶爾會跳過某些步驟和細節，但我們做了最大的努力使論題、概念、方程和構思具有連貫的邏輯性。然而，這些也可以做成模組化結構，感到一些步驟、推導和證明在某個地方被忽視的讀者（以後有機會）也可以這麼做，但是這個留給讀者來考慮（或者留給課程指導教師來考慮和建議），而不是由作者來完成。
總的來說，我的方法是，在書中理論部分和例題中提供所有可能的（或者必要的）解釋、引導和細節，而學生的實際理解材料的能力、思考能力和獨立作業能力要通過每章後面的大量的相關的習題和概念性問題來測試和經受挑戰。
另一方面，我也完全意識到，乍看之下簡潔會吸引學生，因為這明顯意味著課後的閱讀量較少。然而多數學生會承認，與一頁有太多缺口的濃縮的材料截然相反，使用幾頁完整的解釋和展示的材料會更容易、更快速地閱讀和理解。在我這些年接觸的學生中，我經常告訴他們事實上我更喜歡有完全推導和解釋的，有大量作為例子並提供解答的問題的書，而不喜歡頁數較少，許多重要部分、步驟和解釋都空缺的，幾乎沒有詳細解答的書。這就是我編寫本書的原始動機。
內容的選擇
在電磁學教學過程中，本書提倡並採用直接的或者按時間先後的順序，而不是相反，這一點可以簡要地概括為先靜後動或者先場（靜、準和快速時變的）後波（均勻平面波、傳輸線、波導和天線）。另外，本書以靜態場（三分之一）和動態場（三分之二）的順差為特色。如果有把一些章節安排給學生作為閱讀作業的可能性，理想地使用本書的一門課程或者一個系列課程能完整地涵蓋本書的所有內容。然而，在實際教學內容或者其中某些部分以及在一門課程（或者多門課程）中安排章節方面，本書允許很大的靈活性和很多不同的選擇。
第一個方案是快速流覽第1~7章，只做基本概念和方程，以及每章裡面的一些例題，快速達到第8章（一般形式的麥克斯韋方程等），然後做所有關於一般形式麥克斯韋方程的應用，包括從第1~7章選出的論題，適量地完成所有其他章節涵蓋的內容。這個方案基本上反映了電磁學教學過程中論題的反序（非時間先後順序）。實際上，可以有很多適應不同重點領域和課程專業化成果的不同方案和有效的時間安排，所有這些按照時間先後順序進展，貫穿本書的第1~14章，按照獨立章節的內容選擇不同的速度和不同的水準。
為了幫助使用本書的老師制訂教學計畫，説明學生和其他讀者根據自己的學習目標和需要優化安排書的內容，表1和表2分別按照必修、選修和優先次序給出兩種章節分類，以指出哪些章節可以跳躍或者略讀。這僅僅是個參考，我希望書中的章節標題將會有大量的富有創造性的、有效的、多種多樣的組合，定制出滿足老師、學生和其他讀者興趣和需要的連貫的課程大綱和教學計畫。
表1按照必修和選修進行章的分類。基於特定的重點領域和課程或者系列課程所期望的內容以及可能的課時，其中必修的章是那些將來會在多數課程覆蓋的內容，而一些選修的章可能會被跳過（或者略讀）。在課程內容選擇過程中，這個在章層面上的分類可以結合表2所給的章節層次分類
必 修 的 章
選 修 的 章
第1章自由空間的靜電場
第2章電介質、電容和電能量
第3章恒定電流
第5章材料媒質中的靜磁場
第4章自由空間的靜磁場
第7章電感和磁場能
第6章慢時變電磁場
第10章平面波的反射與透射
續表
必 修 的 章
選 修 的 章
第8章快時變電磁場
第11章傳輸線的場分析
第9章均勻平面電磁波
第13章波導和諧振腔
第12章傳輸線的電路分析
第14章天線和無線通訊系統
表2根據覆蓋範圍的優先次序，按照兩個“層次”進行章節分類。如果特定的重點領域、課程或者系列課程期望的具體內容以及可能的課時，任何某一章中的某一節或者更多的節被跳過（或者被略讀），就建議從第二層次選修，當然這個對於第一層次的節，不排除可能的遺漏（或者只是略提一下）
章
第一層次的節
第二層次的節
第1章自由空間的靜電場
1.1~1.4，1.6，1.8~1.10，1.13~1.16
1.5，1.7，1.11，1.12，1.17~1.21
第2章電介質、電容和電能量
2.1，2.6，2.7，2.9，2.10，2.12，2.13，2.15，2.16
2.2~2.5，2.8，2.11，2.14，2.17
第3章恒定電流
3.1~3.4，3.8，3.10，3.12
3.5~3.7，3.9，3.11，3.13
第4章自由空間的靜磁場
4.1，4.2，4.4~4.7，4.9
4.3，4.8，4.10~4.13
第5章材料媒質中的靜磁場
5.1，5.5，5.6，5.8，5.11
5.2~5.4，5.7，5.9，5.10
第6章慢時變電磁場
6.2~6.5
6.1，6.6~6.8
第7章電感和磁場能
7.1，7.4，7.5
7.2，7.3，7.6
第8章快時變電磁場
8.2，8.4，8.6~8.8，8.11，8.12
8.1，8.3，8.5，8.9，8.10
第9章均勻平面電磁波
9.3~9.7，9.11，9.14
9.1，9.2，9.8~9.10，9.12，
9.13
第10章平面波的反射與透射
10.1，10.2，10.4~10.7
10.3，10.8，10.9
第11章傳輸線的場分析
11.4~11.6，11.8
11.1~11.3，11.7，11.9，11.10
第12章傳輸線的電路分析
12.1~12.6，12.11，12.12，12.15
12.7~12.10，12.13，12.14，12.16~12.18
第13章波導和諧振腔
13.1~13.3，13.6，13.8，13.9，
13.12
13.4，13.5，13.7，13.10，13.11，
13.13，13.14
第14章天線和無線通訊系統
14.1，14.2，14.4~14.6，14.8，
14.14，14.15
14.3，14.7，14.9~14.13
最終重要的是，如果在課堂上一些章節被跳過或者略讀，但是在教材中卻沒有被跳過或者簡略，學生可以利用本書那些沒有安排為詳細講解的章節內容快速找到並領會其他信息，填補缺失的部分。
傳輸線問題的首選方案
在使用本書過程中，按照章節（主題）順序的一個可能的例外就是第12章（傳輸線的電路分析）。該章可以安排在不同位置，即安排在任何時間甚至課程的開始，接著繼續傳輸線問題的首選方案，以達到教和學的目的。也就是說，本書傳輸線場和路的分析完全被解偶了。因此，任何場理論方面的內容都放在第11章（傳輸線的場分析），而純電路理論放在第12章。如果首先講電路分析，傳輸線的單位長度特性（分佈參數）被認為理所當然（假設已知）來自場的分析。表3給出使用本書學習一階傳輸線分析的方案。
表3對於傳輸線問題的首選方案，本書內容的排序。第12章僅用電路理論的概念闡述（所有關於傳輸線的場論方面的內容放在第11章），因此傳輸線的內容可以放在課程的開始（或者課程開始後的任何時間）。注意有兩節介紹（或者複習）時諧電壓和電流的複數表示（8.6節和8.7節），必須放在第12章之前講解
8.6節時諧電磁場
8.7節時諧場和電路質量因數的複數表示
第12章傳輸線的電路分析
第1~11、13、14章或者表1中的章和表2中的節的選擇
多項選擇的概念性問題
本書在同步網站提供500個概念性問題。這些都是多項選擇題，集中於教材的核心概念，要求概念推理和理解而不是計算。它們用來檢查讀者理論學習和例題學習的效果（作業問題和概念問題參考每節的最後）。總體來說，概念性問題看起來簡單一些，但是學生經常發現這些概念性問題比標準的問題還難。在教學方法上，這些概念性問題是寶貴的資源。這些概念性問題作為課內問題和討論（所謂的主動式教學）與傳統教學的結合也是理想的。
此外，概念性問題非常適合課堂評價，即評定學生的成績和評價教學效果，通常作為課程的“預備測試”和“期末測試”分數之間的“收益”，尤其ABET和類似的考核標準（在這些標準中的關鍵字是“評價”）。本書提供了大量經過選擇的概念性問題，在課程中和整個課堂教學中，對於不同點上的個別主題，指導教師可以很容易地用作部分和最終的評價手段。
MATLAB 練習，學習指南和課程設計
本書在同步網站上提供大量綜合性的MATLAB練習，並與教材密切結合。不論理論還是例題，都被設計成有助於提高學生對電磁學更強的直觀感覺和更深入的理解，並讓學生發現電磁學更吸引人和令人喜愛。之所以選擇MATLAB，主要是因為它是在科學和工程教育的世界範圍內被普遍接受的標準。
同步網站上共有400個MATLAB練習，涉及本書所有章節，在每節的最後還有補充問題和概念性問題。每節都有大量的輔導練習，且都有非常詳細的解答以及MATLAB代碼（m檔）。這個資源給指導教師提供了豐富的資源來安排課內和課後作業。
向量代數和微積分
本書介紹了向量代數和向量微積分的內容，並逐漸在本書各章節使用，著重於物理的理解和與電磁場理論概念的實時聯繫，而不是單純的數學知識。它們完全與電磁場理論的發展相結合。電磁場理論確確實實地屬於生活並指導生活。
梯度、散度、旋度、拉普拉斯以及線（環量）、面（通量）和體積分逐步地從物理學（電磁學）視角加以推導。它們很自然地作為電磁場方程和定律的積分部分，並且其物理意義鮮明，而且容易理解。此外，即使沒有學過向量代數和向量微積分的讀者，直接通過前面幾章（見附錄3“向量代數和微積分索引”），也能實實在在地學習或者更新向量分析概念。
電路理論的連結
本書關於電磁理論和電路理論之間的聯繫的詳細討論貫穿所有章節。書中有對包含直流和交流電路理論的所有單元的物理解釋。所有基本的電路理論方程（電路定律、元件定律等）都是從電磁場理論推導的。總的來說，以電磁理論作為電路理論和電氣工程的基礎，目標是使讀者培養對電磁理論的欣賞； 以電路理論作為電磁場理論的近似，可以使讀者理解電路理論的局限性。
歷史回顧
本書幾乎所有章都給出相當詳細的、引人入勝的電磁場領域的著名科學家和先驅者的傳記。有40個傳記，按我的觀點，這些傳記不僅從歷史上看非常有趣，而且也是有益的。這些傳記給整個科學技術界提供了令人難忘的、始終如一的、完整的理論——電磁理論——按照時間順序發生的真實的故事。同時很多還提供了技術事實和解釋，以補充本書的材料不足。我也感覺到關於發現者的一些基本知識——他們對於人類取得了劃時代的科學進步，做出了深遠的貢獻——例如法拉第、麥克斯韋、亨利、赫茲、庫侖、特斯拉、海維賽德、奧斯特、安培、歐姆、韋伯等，是工程和物理學學生“綜合教育”中不能替代的部分。
補充讀物
本書每章末配有問題詳細解答過程（書中例題的求解用同樣的方式提供）的解答手冊（給指導教師），概念性問題的答案，所有MATLAB計算機練習和設計的MATLAB代碼（m檔），以及用PowerPoint幻燈片製作的教材和補充讀物中的圖解。網站上也提供了本書的電子教材。
致謝
本書基於作者在前南斯拉夫（塞爾維亞）貝爾格勒大學、美國柯林斯堡的博爾德科羅拉多大學、麻塞諸塞州達特茅斯大學和科羅拉多州立大學20多年的電磁教學和研究。我感謝在這些機構工作的同事，還有我以前的博士研究生，他們的討論、建議、想法、熱情、首創精神、協作教學以及合作著書形成了我在電磁學方面的知識、教學風格、教授方法和著作，他們是Branko Popovi教授（已故）、Milan Ili教授、Miroslav Djordjevi教授、Antonije Djordjevi教授、Zoyo Popovi教授、Gradimir Boilovi、Momilo Dragovi教授（已故）、Branko Kolundijavi教授、Vladimir Petrovi教授以及Jovan Surutka教授（已故）。
我感謝這些年來我所教過的所有學生，他們給了我在教授電磁學過程中的全部快樂，教會我如何把教學做得更好。
我尤其感謝我現在的博士研究生Nada ekelji、Ana Mani和Sanja Mani，他們在撰寫MATLAB計算機練習、教程和代碼過程中給予我非常寶貴的幫助，並且檢查書中的引出和例題，求解精選的每章後面的問題。我把特別的感激之情獻給我的同事和曾經的學生Milan Ili教授，感謝他在寫書伊始的計算機插圖方面的出色的工作和幫助。我的同事和曾經的學生AndjelijaIli、Miroslav Djordjevi教授以及Olivera Notaro對書中的插圖也做了非常有益的貢獻，在此表示衷心的感謝。
我感謝本書原稿的評審專家，他們提出了極其詳細的、有用的、積極的和充分的意見，我認為這些意見幫助我提高了書的質量，他們是Indra Chatterjee教授、Robert J. Coleman教授、Cindy Harnett教授、Jianming Jin教授、Leo Kempel教授、Edward F. Kuester教授、Yifei Li教授、Krzysztof A. Michalski教授、Michael A. Parker教授、Andrew F. Peterson教授、Costas D. Sarris教授和Fernando L. Teixeira教授。
特別感謝Pearson Prentice Hall出版社團隊的全體成員，他們都很優秀。尤其要感謝我的編輯Andrew Gilfillan，他給了我極大的幫助和支持，他的輸入在手稿和書形成的幾個階段都是最基本的工作。感謝我製作人Scott Disanno非常熟練地引導書的製作。感謝Prentice Hall出版社的副主編和編輯部主任Marcia Horton在設計的初始階段的大量交流和支持。感謝Prentice Hall出版社早期的發行人Tom Robbins最初的鼓勵。我希望他們喜歡我們廣泛的交流和討論。
我要感謝我的妻子Olivera Notaro，她也在科羅拉多州立大學電子與計算機工程系任教，她不僅給予我一貫的大力支持和理解，而且直接參與手稿寫作和書的製作，提出了非常獨特的想法和建議，如果沒有她，這本書是不可能的，或者至少是非常困難的。我還要感謝我可愛的女兒Jelena和Milica非凡的支持，希望我能實現對她們的承諾，離開寫作休息一段時間。和我以前的書一樣，我很悲傷本書的寫作佔據我這麼長的時間，我摯愛的父母Smilja和Mile沒有收到本書的清樣就去世了。
最後就個人而言，我的確熱愛電磁學和電磁學教學，我希望本書將至少會把我的一部分熱愛和熱情傳遞給讀者，幫助越來越多的學生開始喜歡和欣賞這個迷人的、具有無窮無盡影響力的學科。我很驕傲我能夠在我的班級傳遞這些，而且現在很高興也很渴望利用這本書把這些傳播給更多的讀者。請把關於這本書的評論、建議、問題和修正（我希望不會有很多）發給我： notaros@colostate.edu。
Branislav M. Notaro
柯林斯堡，科羅拉多
“我堅信，學生們花在這本書上的時間是值得的。但我說不清楚怎樣才能把作者的信心傳遞給學生。”
——本書手稿的匿名評審專家
“I believe but cannot explain that the authors confidence is somehow transferred to the student as a trust that the text they are reading and learning from is worth their time.”
——Anonymous reviewer of the book manuscript

第1章自由空間的靜電場
1.1庫侖定律
1.2電場強度向量的定義
1.3連續電荷分佈
1.4體積分和面積分
1.5給定電荷分佈下的電場強度向量
1.6電標量位的定義
1.7給定電荷分佈的電位
1.8電壓
1.9靜電場中電場和電位之間的微分關係
1.10梯度
1.11三維和二維電偶極子
1.12高斯定律及其證明
1.13高斯定律的應用
1.14高斯定律的微分形式
1.15散度
1.16靜電場中的導體
1.17帶電導體產生的電場和電位的分析
1.18靜電屏蔽
1.19任意形狀金屬體的電荷分佈
1.20帶電金屬體數值分析的矩量法
1.21鏡像理論
問題
第2章電介質、電容和電能量
2.1電介質的極化
2.2極化向量
2.3束縛體電荷密度和麵電荷密度
2.4極化電介質產生的電場和電位的分析
2.5廣義高斯定律
2.6電介質材料的性質
2.7靜電場的麥克斯韋方程
2.8線性、各向同性和均勻媒質中的靜電場
2.9電介質電介質的邊界條件
2.10泊松方程和拉普拉斯方程
2.11拉普拉斯方程數值解法的有限差分法
2.12電容器電容的定義
2.13均勻電介質電容器的分析
2.14不均勻電介質電容器的分析
2.15靜電系統的能量
2.16電場能量密度
2.17靜電系統的電介質擊穿
問題
第3章恒定電流
3.1電流密度向量和電流強度
3.2電導率與局部形式的歐姆定律
3.3導體的損耗和焦耳定律的局部形式
3.4連續性方程
3.5恒定電流的邊界條件
3.6恒定電流場的電荷分佈
3.7弛豫時間
3.8電阻、歐姆定律和焦耳定律
3.9電導和電容之間的對偶
3.10外部電能體積源和電源
3.11不均勻非理想電介質電容器的分析
3.12載有恒定電流的有損傳輸線的分析
3.13接地電極
問題
第4章自由空間的靜磁場
4.1磁場力和磁通密度向量
4.2畢奧薩伐爾定律
4.3給定電流分佈的磁通密度向量
4.4安培定律的公式
4.5安培定律的應用
4.6安培定律的微分形式
4.7旋度
4.8磁通守恆定律
4.9磁向量位
4.10安培定律的證明
4.11磁偶極子
4.12洛倫茲力與霍爾效應
4.13磁場力的計算
問題
第5章媒質中的靜磁場
5.1磁化向量
5.2導磁材料的性能和分類
5.3磁化體電流和麵電流密度
5.4廣義安培定律
5.5導磁材料的磁導率
5.6靜磁場的麥克斯韋方程和邊界條件
5.7磁場的鏡像理論
5.8磁化曲線與磁滯
5.9磁路——基本分析假設
5.10磁路的基爾霍夫定律
5.11非時變電磁場的麥克斯韋方程
問題
第6章慢時變電磁場
6.1感應電場強度向量
6.2慢時變電場與磁場
6.3法拉第電磁場感應定律
6.4慢時變電磁場的麥克斯韋方程
6.5變壓器感應的計算
6.6由於運動產生的電磁感應
6.7總電磁感應
6.8渦流
問題
第7章電感和磁場能量
7.1自感
7.2互感
7.3磁耦合電路的分析
7.4載流導體的磁場能量
7.5磁場能量密度
7.6從磁場能量計算內電感與外電感
問題
第8章快時變電磁場
8.1位移電流
8.2快時變電磁場的麥克斯韋方程
8.3電磁波
8.4快時變電磁場的邊界條件
8.5快時變電流連續性方程的不同形式
8.6時諧電磁場
8.7時諧場量與電路量的複數表示
8.8複數域的麥克斯韋方程
8.9洛倫茲電磁位元函數
8.10複域中高頻位元函數和場計算
8.11坡印廷定理
8.12複坡印廷向量
問題
第9章均勻平面電磁波
9.1波動方程
9.2均勻平面波的近似
9.3均勻平面波的時域分析
9.4時諧均勻平面波和複數域分析
9.5電磁波譜
9.6任意方向的均勻TEM波
9.7有損媒質中的時諧波理論
9.8基本傳播參數的明確運算式
9.9良電介質中波的傳播
9.10良導體中波的傳播
9.11集膚效應
9.12等離子體中波的傳播
9.13色散和群速度
9.14電磁波的極化
問題
第10章平面波的反射與透射
10.1理想導電平面上的垂直入射
10.2在可穿透交界面的垂直入射
10.3良導體的表面電阻
10.4用攝動法計算小損耗
10.5理想導體上的斜入射
10.6矩形波導的概念
10.7電介質邊界上的斜入射
10.8總內反射和布魯斯特角
10.9多層媒質中的波傳播
問題
第11章傳輸線的場分析
11.1均勻電介質的無損耗傳輸線中的TEM波
11.2橫向平面中的靜電場和靜磁場分佈
11.3傳輸線導體的電流和電荷
11.4雙導體傳輸線的分析
11.5低損耗傳輸線
11.6傳輸線導體和電介質的衰減係數
11.7傳輸線的高頻內電感
11.8傳輸線的原電路參數和副電路參數的計算
11.9非均勻電介質的傳輸線
11.10多層印製電路板
問題
第12章傳輸線的電路分析
12.1電報方程及其在複域中的解
12.2無損耗傳輸線的電路分析
12.3低損耗傳輸線的電路分析
12.4傳輸線的反射系數
12.5傳輸線的功率計算
12.6傳輸線的阻抗
12.7傳輸線電壓和電流的完整解
12.8短路、開路和匹配傳輸線
12.9傳輸線諧振器
12.10低損耗諧振器的質量因數
12.11史密斯圖的構建和基本性質
12.12利用史密斯圖的傳輸線電路分析
12.13傳輸線的暫態分析
12.14一對大衛南等效電源和傳輸線暫態反射係數
12.15具有純電阻終端的傳輸線的階躍響應
12.16脈衝激勵的傳輸線分析
12.17彈跳圖
12.18電抗或非線性終端的暫態響應
問題
第13章波導和諧振腔
13.1基於平面波的多次反射矩形波導的分析
13.2行波和消散波
13.3波導主模式
13.4矩形波導的一般TE模式分析
13.5矩形波導中的TM模式
13.6任意波導模式的截止頻率
13.7TE波和TM波的波阻抗
13.8沿波導的功率流
13.9低損耗波導
13.10波導色散和波速
13.11波導耦合器
13.12矩形諧振腔
13.13存儲在諧振腔中的電磁能量
13.14低損耗矩形諧振腔的質量因數
問題
第14章天線和無線通訊系統
14.1赫茲偶極子的電磁位元函數和場向量
14.2遠場和近場
14.3任意天線的遠場計算步驟
14.4輻射功率、輻射電阻、天線損耗和輸入阻抗
14.5天線特徵輻射函數和輻射方向圖
14.6天線的方向性係數和增益
14.7天線的極化
14.8導線偶極天線
14.9理想導電接地平面上方的天線鏡像理論
14.10單極天線
14.11磁偶極(小環)天線
14.12接收天線理論
14.13天線有效孔徑
14.14無線連結弗利斯傳輸公式
14.15天線陣列
問題
附錄A物理量、符號、單位和常數
附錄B數學公式和恒等式
附錄C向量代數和微積分
附錄D部分習題答案