[正版新书]电磁场与电波传播 何艳 主编,徐延林、王卫华 副主编,刘燚 、郑月军编著 清华大学出版社 电磁场、微波、电磁

本书依据电磁场与微波技术学科的知识体系，将内容分为三个知识模块。第一模块对应书中1-4章，介绍电磁场与电磁波的基本原理，包括场论、静态电磁场、时变电磁场与电磁波。该部分为后续章节奠定了理论基础。第二模块对应书中5-8章，介绍微波技术基础，包括导行电磁波、微波传输线理论、微波网络及常用微波元器件。该模块前半部分主要研究被引导的电磁波在各种传输系统中传播属性，具体包括在矩形波导、圆波导、同轴线、微带、光纤等各种导波结构中导行电磁波的模式、场型，以及导行电磁波沿传输线传输的传输线方程、传输参数、工作状态、阻抗分析计算与匹配的问题。后半部分介绍微波网络参数的定义、测量及常用微波元器件的性能及参数。该模块为微波技术应用及测量奠定了基础。第三模块对应书中9-10章，介绍天线原理，以及经由天线辐射的电磁波在实际的地球表层空间的传播性质。具体包括天线发射和天线接收电磁波的工作原理、天线基本参数的定义分析、收发天线射之间的功率传输计算、典型天线分析、电波传播路径及传播方式的应用分析与计算。本书内容丰富，图文并茂，配有数量合适的例题、课后思考题、习题，还配有动画、视频、小程序、仿真等可扩充的二维码链接资源，便于读者自学。

本书可以作为非微波专业的通信工程及信息工程等专业的本科生教材，也可以作为从事微波技术及天线设计的工程技术人员的工具书或参考书。

何艳，国防科技大学电子科学学院副教授，2003年获国防科技大学电磁场与微波技术硕士学位，2017年获清华大学电子科学与技术学科博士学位。长期从事电磁理论与天线技术领域教学科研工作。主讲《电磁场与电波传播》、《电磁场与电磁波》课程，其中“电磁场与电磁波”课程获评湖南省线下一流课程。获湖南省教学成果二等奖一项，军队科技进步奖三等奖一项。荣获国防科技大学优秀教师称号和优秀教学奖。

（1） 以电磁场与微波方向贯通式知识体系架构为基础，内容完整全面、结构脉络清晰、循序渐进、通俗易懂。

（2） 配套丰富的思考题和计算题，促进知识理解、提升计算应用能力。 

（3） 源自生活实践的多维度课程案例，激发学习兴趣和探索欲，锻炼对常见电磁问题的分析和解决能力，源自编者多年从事电磁场课程教学及科研积累。

（4） 丰富多彩的可视化资源（微课、动画、模型、仿真演示等），将抽象的电磁问题具象化、形象化。

（5） 新形态教材，配套资源丰富，包括教学大纲、课程案例、PPT课件、MATLAB代码、动画、微课等，可扫描书中二维码观看或下载。

目录

大纲+课件

第1章矢量分析与场论

1．1矢量代数

1．1．1标量与矢量

1．1．2矢量的基本运算

1．1．3常用矢量

1．2场论基础

1．2．1场的定义与分类

1．2．2场的表示方法

1．3标量场的梯度

1．3．1方向导数

1．3．2梯度

1．4矢量场的散度和旋度

1．4．1通量与散度

1．4．2环量与旋度

1．5亥姆霍兹定理

1．6正交曲线坐标系

1．7案例与实践

思考题

练习题

第2章静态电磁场

2．1恒定电流场

2．1．1电荷与电荷密度

2．1．2电流与电流密度

2．1．3电流连续性方程

2．1．4欧姆定律与结构方程

2．1．5焦耳定律

2．1．6恒定电场

2．2静电场

2．2．1真空中的静电场

2．2．2静电场的电位

2．2．3静电场中的媒质

2．2．4静电场的能量

2．2．5静电场的场方程

2．3静磁场

2．3．1真空中的静磁场

2．3．2静磁场的磁矢位

2．3．3静磁场中的媒质

2．3．4静磁场的能量

2．3．5静磁场的场方程

2．4案例与实践

思考题

练习题

第3章时变电磁场

3．1麦克斯韦方程组

3．1．1法拉第电磁感应定律与感应电场

3．1．2位移电流与全电流定律

3．1．3麦克斯韦方程组的形式及意义

3．2边界条件

3．2．1边界条件的一般形式

3．2．2理想导体表面的边界条件

3．2．3理想介质表面的边界条件

3．3时变电磁场的位函数

3．3．1标量位与矢量位

3．3．2位函数满足的方程与解

3．4电磁场的能量

3．5时变电磁场的波动性

3．5．1波动方程

3．5．2波动性

3．6时谐电磁场

3．6．1时谐电磁场的瞬时表示式和复数表示式

3．6．2时谐场的复数形式麦克斯韦方程组和结构方程、边界条件

3．6．3时谐场的复坡印廷矢量和复坡印廷定理

3．6．4时谐场的波动方程

3．6．5时谐场的位函数

3．7案例与实践

思考题

练习题

第4章平面电磁波

4．1无界理想媒质中的均匀平面波

4．1．1时谐波动方程的解——均匀平面波

4．1．2理想媒质中均匀平面波的传播特性及参数

4．1．3向任意方向传播的均匀平面波

4．2无界导电媒质中的均匀平面波

4．2．1导电媒质中的均匀平面波特性

4．2．2弱导电媒质中的均匀平面波

4．2．3良导体中的均匀平面波

4．2．4色散与群速度

4．3电磁波的极化

4．3．1极化的定义

4．3．2线极化

4．3．3圆极化

4．3．4椭圆极化

4．3．5三种极化波的相互关系

4．3．6电磁波极化的工程应用

4．4均匀平面波在不同媒质交界面上的反射和折射

4．4．1均匀平面波从理想介质向理想介质入射

4．4．2均匀平面波从理想介质向理想导体入射

4．4．3均匀平面波从理想介质向导电媒质入射

4．5案例与实践

思考题

练习题

第5章导行电磁波

5．1导行电磁波的场模式及分析方法

5．1．1导行电磁波的场模式

5．1．2传输线中TE模和TM模的分析方法

5．1．3传输线中TEM模的分析方法

5．2矩形波导

5．2．1矩形波导中TE模的求解

5．2．2矩形波导中TM模的求解

5．2．3矩形波导中TE模和TM模的传输条件与特性

5．2．4矩形波导中的主模和高次模

5．3矩形波导中TE10模

5．3．1TE10模的场强表达式和传输特性参数

5．3．2矩形波导中TE10模的场结构

5．3．3矩形波导中TE10模的壁面电流

5．3．4TE10模的传输功率

5．4圆波导中的导行波

5．4．1圆波导中的TE型波

5．4．2圆波导中的TM型波

5．4．3圆波导中导行波的一般特性和尺寸选择

5．4．4圆波导中常用的三种模式

5．5同轴传输线

5．5．1同轴线TEM波的求解

5．5．2同轴线TEM波的传输特性

5．5．3同轴线中的高次模及其尺寸选择

5．6平行双导线传输线

5．7微带线

5．7．1微带线中的工作模式

5．7．2微带线的损耗

5．7．3微带线的色散特性和高次模

思考题

练习题

第6章微波传输线理论

6．1传输线方程及其解

6．1．1微波传输线的分布参数与集总参数等效电路 

6．1．2传输线方程及其时谐稳态解

6．2传输线的工作参数

6．2．1传输线的特性阻抗

6．2．2传播常数、相速度与传输线波长

6．2．3电压反射系数与电流反射系数

6．2．4输入阻抗和输入导纳

6．2．5驻波系数与行波系数

6．3无损耗传输线的工作状态

6．3．1行波状态

6．3．2驻波状态

6．3．3行驻波工作状态

6．4阻抗圆图和导纳圆图

6．4．1反射系数圆

6．4．2阻抗圆图

6．4．3导纳圆图

6．5阻抗匹配

6．5．1λ/4阻抗变换器

6．5．2支节匹配器

思考题

练习题

第7章微波网络理论

7．1波导传输线的等效

7．1．1等效电压和等效电流

7．1．2等效特征阻抗

7．1．3归一化参量

7．2单端口微波网络

7．3双端口微波网络

7．3．1阻抗矩阵和导纳矩阵

7．3．2转移矩阵

7．3．3散射矩阵

7．3．4网络参数的相互关系

7．4微波网络的外部特性参数

7．5散射矩阵的测量

思考题

练习题

第8章微波元器件

8．1基本元件

8．1．1矩形波导中的基本电抗元件

8．1．2矩形波导中的匹配负载

8．1．3矩形波导中的衰减器与移相器

8．1．4同轴线中的基本电抗元件

8．1．5同轴线匹配负载

8．1．6微带线中的基本电抗元件

8．1．7微带式匹配负载

8．2分支元件

8．2．1矩形波导分支接头

8．2．2微带线三端口功率分配器

8．3定向耦合器

8．3．1定向耦合器的技术指标

8．3．2双孔定向耦合器的工作原理

8．3．3微带双分支定向耦合器

8．4微波谐振器

8．4．1微波谐振器的基本电参数

8．4．2矩形谐振腔

8．4．3圆柱谐振腔

8．4．4同轴谐振腔

8．5微波滤波器

8．5．1滤波器的基本概念

8．5．2集总参数滤波器

8．5．3微波滤波器的实现

8．6微波铁氧体器件

8．6．1铁氧体的特性

8．6．2铁氧体移相器

8．6．3铁氧体隔离器

8．6．4铁氧体环行器

思考题

练习题

第9章天线基础

9．1基本电振子

9．1．1基本电振子的概念和场解

9．1．2基本电振子的辐射特性

9．1．3辐射功率与辐射电阻

9．2发射天线的电参数

9．2．1效率与辐射电阻

9．2．2输入阻抗

9．2．3方向图

9．2．4方向性系数

9．2．5增益系数

9．2．6极化

9．2．7有效长度

9．2．8工作频带宽度

9．2．9功率容量

9．3接收天线的电参数

9．3．1天线接收电磁波的物理过程

9．3．2电参数

9．4弗利斯传输公式

9．5自由空间的对称振子

9．5．1对称振子的辐射场

9．5．2对称振子的方向图

9．5．3对称振子的辐射电阻和方向性系数

9．5．4对称振子的输入阻抗

9．6天线阵概念

9．6．1二元阵和方向图乘积定理

9．6．2导电平面对邻近天线的影响

9．6．3均匀直线阵

9．6．4均匀直线边射阵、端射阵和斜射阵

9．7几种常用天线

9．7．1垂直接地振子

9．7．2引向天线

9．7．3背射天线

9．7．4螺旋天线

9．7．5宽频带天线

9．7．6波导缝隙天线

9．7．7微带天线

9．7．8喇叭天线

9．7．9旋转抛物面天线

9．7．10其他反射面天线

思考题

练习题

第10章电波传播

10．1电波传播的基本概念

10．1．1电磁波频谱

10．1．2无线电波主要的传播方式

10．1．3无线电波在自由空间内的传播

10．1．4传输媒质对电波传播的影响

10．2地波传播

10．2．1地球表面的电特性

10．2．2地波传播的基本特性

10．2．3平面地上的地面波场强计算

10．2．4地下传播与水下传播

10．2．5地波传播特性

10．3天波传播

10．3．1电离层概况

10．3．2电离层的介电特性

10．3．3短波天波传播

10．3．4短波传播的基本特点

10．4视距传播

10．4．1自由空间电波传播的菲涅耳区

10．4．2传播余隙

10．4．3地面对电波传播的影响

10．4．4低空大气层对电波传播的影响

思考题

练习题

参考文献