电磁波工程基础：电磁理论基础 微波技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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高建平，屈乐乐，杨天虹 著

图书标签:

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• 电磁理论
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• 电子工程
• 高等教育
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• 电磁场
• 信号处理
• 无线通信

出版社： 北京航空航天大学出版社

ISBN：9787512417472

版次：1

商品编码：11758832

包装：平装

开本：16开

出版时间：2015-09-01

用纸：胶版纸

页数：278

内容简介

　　《电磁波工程基础：电磁理论基础微波技术》旨在使电子信息工程和通信工程专业的本科生或从事相关专业的科技人员熟悉并掌握电磁波传播的有关理论、基本概念及其在工程实际中的应用。全书分上、下两篇。上篇为电磁理论基础，主要介绍矢量分析，电磁场的基本方程、定理及分析方法，正弦均匀平面电磁波的传播特性及反射、折射定律等内容；下篇为微波技术，主要介绍几种典型微波传输线的导波特性、长线理论、阻抗匹配理论及方法、微波谐振腔、微波网络理论及微波定向耦合器等内容。
　　各章之后均附有一定数量的具有启发性、针对性和工程性的习题。
　　《电磁波工程基础：电磁理论基础 微波技术》既可以作为电子信息工程和通信工程专业本科生的教材，也可供相关专业的科技人员参考。

目录

上篇　电磁理论基础
第1章　矢量分析
1．1　标量、矢量及场的概念
1．2　矢量的运算规则
1．3　正交坐标系
1．4　矢量的运算方法
1．5　空间微分元
1．6　标量函数(场)的梯度
1．7　矢量场的散度
1．8　矢量场的旋度
1．9　场论(初步)
习　　题
第2章　电磁场的基本理论
2．1　电磁场的基本物理量
2．2　麦克斯韦方程组
2．3　坡印亭定理
2．4　电磁场的边界条件
2．5　正弦电磁场的复域研究方法
2．6　时变电磁场的唯一性定理
2．7　电磁对偶原理
2．8　等效原理
习　　题
第3章　正弦均匀平面电磁波在自由空间的传播
3．1　波动方程
3．2　理想介质中的正弦均匀平面电磁波
3．3　导电媒质中的正弦均匀平面电磁波
3．4　电磁波的调制、色散、相速与群速
3．5　电磁波的极化特性
习　　题
第4章　SUPW 的反射和折射
4．1　SUPW 的反射、折射定律
4．2　SUPW 对平面边界的垂直入射
4．3　SUPW 对介质分界面的斜入射
4．4　SUPW 对理想导体表面的斜入射
习　　题
下篇　微波技术
引　言
第5章　微波传输线
5．1　概　述
5．2　微波传输线的基本方程(导波方程)
5．3　矩形波导
5．4　同轴线
习　　题
第6章　长线理论
6．1　概　述
6．2　传输线方程及其解
6．3　均匀无耗长线的主要参数
6．4　均匀无耗长线的工作状态
6．5　圆　图
习　　题
第7章　长线的阻抗匹配
7．1　匹配的基本概念
7．2　电抗(电纳)元件
7．3　分支阻抗调配器
7．4　阶梯阻抗变换器
习　　题
第8章　微波谐振腔
8．1　概　述
8．2　微波谐振腔的品质因数
8．3　微波谐振腔的激励与耦合
8．4　同轴谐振腔
8．5　矩形谐振腔
习　　题
第9章　微波网络理论简介
9．1　概　述
9．2　二端口微波网络
9．3　多端口微波网络
习　　题
第10章　定向耦合器
10．1　概　述
10．2　波导匹配双T
10．3　双分支定向耦合器
习　　题
附录A　散度计算式的推导
附录B　旋度计算式的推导
附录C　矢量恒等式
附录D　无线电频段的划分
附录E　复波数的推导
附录F　国产矩形波导参数表
附录G　分支阻抗调配器的计算机辅助设计
参考文献

前言/序言

　　作为辽宁省“十二五”普通高等教育本科省级规划教材，本书针对电子信息工程和通信工程专业的特点，结合作者多年教学和科研实践的体会，把电磁场理论和微波技术两部分内容合理整合，全面系统地论述了电磁波传播的有关理论、基本概念及其在工程实际中的应用。
　　全书分上、下两篇。上篇为电磁理论基础，主要介绍矢量分析，电磁场的基本方程、定理及分析方法，正弦均匀平面电磁波的传播特性及反射、折射定律等内容；下篇为微波技术，主要介绍几种典型微波传输线的导波特性、长线理论、阻抗匹配理论及方法、微波谐振腔、微波网络理论及微波定向耦合器等内容。
　　作者在对电磁对偶原理、电磁波的调制及不失真传播条件、分支阻抗调配器的理论(解析)设计(计算)、波导四螺钉阻抗调配器原理、变负载阶梯阻抗变换器的设计及矩形微波谐振腔的单模谐振条件等内容的论述中，皆有一些独自的见解。
　　为使全书的整体结构更为流畅，作者把某些必要(但显复杂)的理论推导列于书后的附录中。读者可自行选学这部分内容。
　　本书由高建平任主编，主笔第1、2、3、4章并统稿全书内容，屈乐乐任副主编，主笔第5、6、7、8章并统稿下篇内容；杨天虹主笔第9、10章。鉴于作者水平有限，书中若有不足之处，恳请各位同行和读者不吝指正。
　　作者
　　2015年1月

书名：电磁波工程基础：电磁理论基础 微波技术 图书简介 在这部力求全面深入的著作中，我们 embarked on a journey to demystify the intricate world of electromagnetic waves, a fundamental force shaping our modern technological landscape. From the foundational principles of electrostatics and magnetostatics to the dynamic propagation of electromagnetic fields, this book provides a rigorous yet accessible exploration of the core concepts that underpin electrical engineering and beyond. 第一部分：电磁理论基础 本部分将带领读者穿越电磁学的基石，建立对这些无形力量的深刻理解。我们将从静电场开始，详细阐述库仑定律，它是描述电荷之间相互作用的基石。我们将深入研究电荷密度、电场强度以及如何通过高斯定律来简化复杂电荷分布产生的电场计算。从点电荷到连续电荷分布，再到高斯曲面的巧妙运用，本部分将为理解电场行为奠定坚实的基础。 接着，我们将转向电势。电势的概念将我们从力的角度转向能量的角度，使我们能够理解电场做功以及电荷在电场中移动所获得的能量。我们将探讨电势与电场强度的关系，引入等势面和等势线的概念，并利用积分形式来计算电势。 静磁场是本部分的关键组成部分。我们将从安培定律出发，理解电流如何产生磁场，并学习毕奥-萨伐尔定律来计算特定电流分布产生的磁场。我们将分析直线电流、环形电流以及螺线管等典型电流模型产生的磁场分布。 然后，我们将深入探讨洛伦兹力，这是理解电荷在磁场中运动行为的核心。我们将详细分析带电粒子在匀强磁场中的运动轨迹，以及磁场对载流导线的作用力，这是电机和各种磁力应用的基础。 电磁感应是连接电场和磁场动态行为的关键桥梁。法拉第感应定律将揭示变化的磁场如何产生电场，而楞次定律则阐明了感应电流的方向。我们将深入研究自感和互感现象，它们在变压器、电感器等电磁器件中扮演着至关重要的角色。 麦克斯韦方程组无疑是电磁学皇冠上的明珠。本部分将逐一解析这四个方程：高斯电场定律、高斯磁场定律、法拉第感应定律和安培-麦克斯韦定律。我们将理解它们如何统一地描述了电场和磁场的产生、传播和相互转化，并认识到它们是所有电磁现象的数学表达。 在此基础上，我们将进一步探索电磁波的产生和传播。我们将基于麦克斯韦方程组，推导出电磁波的波动方程，理解电磁波是电场和磁场相互激发、不断向前传播的横波。我们将分析电磁波在真空中的传播速度——光速，并讨论其能量和动量。 边界条件是解决实际电磁问题不可或缺的工具。本部分将详细讲解在介质界面处，电场和磁场的切向和法向分量如何满足特定的连续性条件，这对于分析波在不同介质中的反射和折射至关重要。 第二部分：微波技术 在掌握了电磁波的基本理论后，本部分将聚焦于微波技术，这一在现代通信、雷达、遥感等领域扮演着核心角色的分支。我们将从微波的产生开始，介绍多种微波源，如速调管、行波管、磁控管以及固态微波器件（如Gunn二极管、IMPATT二极管），并阐述它们的工作原理。 传输线理论是微波工程的基础。我们将详细分析集总参数模型和分布式参数模型，理解电压和电流在传输线上的传播行为。阻抗匹配是微波电路设计中的关键概念，我们将探讨驻波比、反射系数、回波损耗等参数，并学习使用史密斯圆图来解决阻抗匹配问题，确保能量的高效传输。 微波电路元件是微波系统的构建模块。本部分将介绍各种无源微波元件，如电阻、电容、电感在微波频率下的表现，以及它们在微波电路中的实现方式。我们将重点讲解传输线元件，如短路线、开路线、枝节线、阻抗变换器，并分析它们在电路设计中的作用。耦合器，如定向耦合器、混合耦合器，在信号的分离、合成和功率分配中有着广泛应用。滤波器，用于选择特定频率范围内的信号，我们将探讨不同类型的微波滤波器设计。功分器/合路器将用于对信号进行功率分配或合并。 波导作为传输微波能量的重要媒介，也将被深入探讨。我们将分析不同形状的波导（如矩形波导、圆波导）的传播模式，理解截止频率的概念，并研究波导的特性阻抗。 微波器件是微波系统的核心组成部分。我们将介绍二极管器件，如PIN二极管（用于开关和衰减）、肖特基二极管（用于检波和混频），以及晶体管器件，如场效应晶体管（FET）和双极晶体管（BJT）在微波放大器中的应用。定向耦合器将再次被提及，以阐述其在信号耦合中的作用。 微波电路分析与设计是理论联系实际的桥梁。我们将引入S参数（散射参数），这是一种描述微波网络输入输出端口功率传输和反射特性的强大工具，并学习如何利用S参数来分析和设计复杂的微波电路。我们将探讨噪声系数的概念，以及如何最小化微波系统中噪声的影响。线性度和功率效率也是衡量微波器件和系统性能的重要指标，我们将对其进行详细讨论。 微波测量技术是验证设计和调试系统不可或缺的环节。我们将介绍常用的微波测量仪器，如网络分析仪（用于测量S参数、阻抗等）、频谱分析仪（用于分析信号的频率成分）、功率计（用于测量信号功率）等，并讲解它们的基本操作和应用。 最后，本部分还将涉及微波应用的概览，简要介绍微波在雷达系统、通信系统、卫星通信、医学成像、工业加热等领域的重要作用，展示微波技术强大的潜力和广阔的应用前景。 通过对电磁理论基础和微波技术的系统性梳理，本书旨在为读者提供一个坚实的理论框架和实用的工程技能，使其能够深刻理解并高效地设计和应用各种电磁波相关的技术。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是物理学家的盛宴，更是电子工程专业学生的圣杯！从最初的麦克斯韦方程组出发，它娓娓道来，将抽象的数学语言转化为生动的物理图景。每一个公式的推导都清晰得如同庖丁解牛，让人不仅知其然，更知其所以然。我尤其喜欢它在讲解电磁波传播特性时，对于不同介质中波的反射、折射、衍射的深入剖析，配合精美的插图，仿佛眼前真的能看到一道道电磁波在空间中穿梭、碰撞。书中对均匀媒质中电磁波的传播，以及复杂媒质（如导体、电介质）的详细分析，让我对电磁波的行为有了前所未有的直观认识。它没有停留在理论的象牙塔里，而是紧密联系实际应用，例如在通信系统、雷达探测中的原理性阐述，让我在学习理论的同时，也能感受到其巨大的工程价值。阅读过程中，我发现自己对电磁现象的理解不再是零散的知识点，而是形成了一个完整的、逻辑严密的体系。对于那些希望深入理解电磁波世界，并且对其在现代科技中的应用感到好奇的读者来说，这本书绝对是不可多得的宝藏。

评分☆☆☆☆☆

这本书的阅读体验是极其愉悦的，这得益于作者在内容组织和语言风格上的独到之处。作者并没有采用那种板着脸讲理论的方式，而是用一种如同与资深工程师交流般的口吻，娓娓道来。即便是一些非常抽象的概念，也能被解释得生动形象。比如，在讲解电磁波的极化时，它会用一些很贴切的比喻，让我瞬间就能抓住问题的核心。书中的图表设计非常精美，逻辑清晰，很多复杂的物理过程都通过一图胜千言的方式呈现出来，大大减轻了阅读的难度。我尤其欣赏书中在讲解一些关键概念时，会穿插一些历史发展脉络的介绍，这让我能更好地理解这些概念是如何被发现和发展起来的，也增加了学习的趣味性。同时，书中提供的参考文献和进一步阅读的建议，也为我提供了继续深入探索的线索。总的来说，这本书让我觉得学习电磁波工程是一件充满乐趣的事情，它不仅传授了知识，更激发了我对这个领域的浓厚兴趣。

评分☆☆☆☆☆

作为一个对基础理论有些畏难情绪的学生，我原本以为这本书会是一场枯燥乏味的数学推演。然而，事实恰恰相反。作者以一种非常友好的方式，将复杂的电磁理论“去数学化”，或者说，是以一种更具物理意义的数学语言来呈现。它并没有回避数学，但它更注重的是数学背后的物理含义。例如，在讲解亥姆兹方程的时候，作者并没有直接给出公式，而是从波动方程出发，一步步引导读者理解为什么会出现亥姆兹方程，以及它在描述特定条件下的电磁波行为时有多么重要。书中的例子非常丰富，涵盖了从简单的点电荷产生的电场，到复杂的偶极子辐射，再到平面电磁波在自由空间中的传播。每一个例子都解释得非常细致，从物理过程到数学表达，环环相扣。我特别喜欢书中关于边界条件的部分，它清晰地解释了不同材料界面上电磁场如何遵循特定的规律，这对于理解天线、滤波器等器件的设计至关重要。这本书让我觉得，学习电磁理论不再是背诵公式，而是理解现象，是发现规律，是一种智力上的探索。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我最大的惊喜在于它对微波技术的阐述，简直是打开了新世界的大门！我一直觉得微波技术离我们很遥远，但这本书用非常通俗易懂的方式，一步步揭示了其背后的奥秘。从传输线理论的讲解开始，让我明白了高频信号的传播与低频信号有着本质的区别，特别是在阻抗匹配、驻波比这些概念上，书中给出了非常生动的类比和图示，让我瞬间茅了然。接着，它深入到波导的原理，对于不同模式的传播，以及不同形状波导的特性，都做了详尽的分析。我特别欣赏作者对于微波器件的介绍，像是二极管、三极管、晶体管在高频下的工作特性，以及滤波器、耦合器、功分器等无源器件的设计思想。书中还探讨了微波测量技术，这对我这个工程实践者来说，简直是及时雨，让我对如何验证理论、如何进行系统调试有了更清晰的认识。读完这部分，我对手机、WiFi、卫星通信等我们习以为常的技术背后的微波工程原理，有了更深刻的理解，觉得它们是多么的精巧与伟大。

评分☆☆☆☆☆

这本书的深度和广度都超出了我的预期。它不仅仅是一本教材，更像是一本凝聚了作者多年教学和研究经验的宝库。在电磁理论部分，它系统地介绍了各种电磁场的性质，从静态场到动态场，从标量势到矢量势，从微分方程到积分方程，几乎涵盖了所有核心概念。我印象深刻的是关于电磁辐射的部分，它详细讲解了各种辐射源的辐射特性，以及如何通过改变源的结构来控制辐射的方向和强度。这对于我理解天线的设计原理非常有帮助。而在微波技术部分，则更加侧重于实际应用，比如微波电路的设计与分析，谐振腔的原理，以及微波功率放大器等主动器件的工作原理。书中还涉及了一些比较前沿的内容，比如微波集成电路和电磁兼容性问题，这让我看到了电磁工程的无限可能性。总的来说，这本书的体系结构非常合理，内容循序渐进，既有深度又不失广度，是一本非常值得反复研读的经典著作。