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目录 1

振荡与波的基础 1

1.01　导言 1

作为振荡系统示例的简单电路 1

1.02　在理想的简单电路内的自由振荡 1

1.03　用假设的级数来求解微分方程 3

1.04　用假设的正弦函数来求解微分方程 5

1.05　由假设的指数函数求解微分方程 6

1.06　具有损耗的固有振荡——近似法 8

1.07　有损耗的电路方程的准确解 10

1.08　在一个理想L-C电路内的强迫振荡 11

1.09　谐振时的近似输入阻抗 13

1.10　谐振点附近的近似输入阻抗 14

复指数的应用 15

1.11　用复指数求解电路微分方程 15

1.12　复指数在功率计算中的应用 17

傅里叶级数 19

1.13　周期性函数的傅里叶级数 19

1.14　矩形电压波的傅里叶分析 21

1.15　用傅里叶级数代表在一定间隔内的函数 22

作为波系统列子的均匀传输线 24

1.16　理想传输线 24

1.17　波动方程的解 26

1.18　在理想传输线上的电压和电流的关系 27

1.19　在不连续点的反射和传播 28

1.20　某些简单的行波问题 29

1.21　加上正弦电压的理想线 31

1.22　驻波比 33

1.23　史密斯传输线图 35

1.24　有损耗的传输线 39

1.25　理想传输线上的纯驻波 43

1.26　低损耗传输线的物理近似法 45

1.27　波的传播速度 48

1.28　用固有波型来分析传输线 50

2．静态电场和稳态磁场方程 52

2.01　导言 52

静电场 54

2.0　2静电场问题 54

2.03　电荷间的力 54

2.04　静电单位制 55

2.05　有理化米·千克·秒单位制 56

2.06　电场强度 57

2.07　电通量密度 59

2.08　高斯定律 60

2.09　应用高斯定律的例题 61

2.10　面积分和体积分；用矢量表示的高斯定律 64

2.11　矢量的标积或点积 65

2.12　通量管 67

2.13　静电场的散度 69

2.14　散度定理 72

2.15　电场的守恒性 73

2.16　静电位 74

2.17　梯度 77

2.18　等位面 78

2.19　静电学中的导体边界 79

2.20　静电学中的电介质边界 80

2.21　镜像的应用 81

2.22　拉普拉斯方程和泊松方程 84

2.23　静电系的能量 86

2.24　磁场的概念 88

静磁场 88

2.25　两矢量的矢积或叉积 90

2.26　安培定律；圆环轴线上的磁场 91

2.27　磁场的量的单位 93

2.28　磁场强度的线积分 94

2.29　带电流的长导线周围或同轴导线间的磁场 96

2.30　矢量场的旋度 97

2.31　斯托克斯定理 100

2.32　矢量磁位；平行导线所产生的磁场 101

2.33　磁场的散度 103

2.34　矢量磁位的微分方程 104

2.35　磁场定律的推演的概要 106

2.36　静磁场的能量 108

坐标系和矢量关系 109

2.37　直角坐标系、柱面坐标系和球面坐标系 109

2.38　广义曲线坐标 111

2.39　有用的矢量关系摘要 114

3．静态场问题的解答 117

应用微分方程解答场的问题的基本考虑 117

3.01　导言 117

3.02　由拉普拉斯方程决定的分布问题 118

3.03　解答的唯一性 119

3.04　简单例题：含有两个介质的同轴圆柱内的场 121

场的圆形描绘 123

3.05　场的图形描绘原理 123

3.06　场的图形描绘方法 125

3.07　从电场图形得出的知识 127

保角变换的方法 129

3.08　复函数理论的导论 129

3.09　复变数的解析函数的性质 132

3.10　冪函数；导体转角附近的场 135

3.11　对数变换 136

3.12　反余弦变换 137

3.13　平行圆柱导体 140

3.14　应用于广义多边形的许瓦兹变换 143

以直角坐标、柱面坐标和球面坐标表示的变数分离方法与乘积解答 147

3.15　乘积解答的方法 147

3.16　直谐函数 148

3.17　一项直谐函数描绘的场 151

3.18　直谐函数的级数所描绘的场 152

3.19　柱谐函数 154

3.20　柱谐函数所描绘的场 158

3.21　零阶贝塞耳函数：实自变数 161

3.22　J0和N0的线性组合：汉格耳函数 163

3.23　零阶的贝塞耳函数：虚自变数 164

3.24　高阶的贝塞耳函数 166

3.25　大自变数的贝塞耳函数的值 168

3.26　贝塞耳函数的导数 168

3.27　贝塞耳函数的循环公式 170

3.28　贝塞耳函数的积分 170

3.29　函数展开为贝塞耳函数的级数 171

3.30　用来作径向匹配的柱谐函数的级数 172

3.31　球谐函数 175

3.32　当球界面上的电位给定时应用球谐函数的例子 176

3.33　当沿轴的场为已知用球谐函数表示场的展开式 178

4．麦克斯韦方程和高频电位的概念 180

时变电磁现象的定律 180

4.01　导言 180

4.02　由于改变磁场所感应的电压 181

4.03　电荷的连续性 182

4.05　电容器中的位移电流 184

4.04　位移电流的概念 184

4.06　由运动电荷而产生的位移电流 186

4.07　用微分方程形式表示的麦克斯韦方程 187

4.08　大尺度形式的麦克斯韦方程 189

4.09　在周期性情形下的麦克斯韦方程 190

4.10　电磁量的其他单位制 193

时变系统的边界条件 195

4.11　场的切向分量在分界面的连续性条件 195

4.12　场的垂直分量在分界面的连续性条件 196

4.13　完纯导体的边界条件 197

4.14　边界条件对时变场问题的应用 199

对变动电荷和变动电流所用的位 200

4.15　时变场的一组可能的位函数 200

4.16　表为电荷和电流的积分的推迟位 203

4.17　在周期性时变情形下的推迟位 205

4.18　电压和电位差的比较 207

4.19　在几种坐标系中的麦克斯韦方程 209

5．电路概念及其从电磁场方程的推导 211

5.01　导言 211

5.02　基尔霍夫第一定律 212

依据麦式方程形成的电路概念 212

5.03　外加场和合成电流密度 213

5.04　外加电压和电路关系：基尔霍夫第二定律 215

直流电路和低频电路的概念 217

5.05　对直流电路的基尔霍夫第二定律 217

5.06　在低频时的内阻抗上的电压降 218

5.07　在低频时电感上的电压降 219

5.08　在低频时电容上的电压降 221

5.09　对多网孔电路和分布常数电路的推广 223

5.10　低频电路的相互耦合 224

高频电路或大尺寸电路的概念 226

5.11　电感概念的推广 226

5.12　电路的辐射电阻 228

5.13　电路概念的应用范例——大尺寸的电感电路 229

5.14　在高频时电路方程中其他各项的修正 230

5.15　讨论大尺寸电路的正确方法的考虑 231

5.16　防止辐射的自闭式电路 232

6．趋肤效应和电路阻抗元件 233

6.01　导言 233

6.02　趋肤效应在阻抗计算上的重要性 234

趋肤效应和导体的内阻抗 234

6.03　麦克斯韦方程应用在良导体的特别情形 236

6.04　决定导体内电流分布的方程 238

6.05　平板导体内的电流分布；穿透深度 239

6.06　平面导体的内阻抗 242

6.07　平面导体中的功率损失 243

6.08　在圆截面导线内的电流分布 244

6.09　在很高或很低频率时的圆导线的阻抗 247

6.10　在一般情形下的圆导线内阻抗 248

6.11　敷料导体的阻抗 251

6.12　薄壁管状导体的阻抗 254

电感的计算 256

6.13　根据磁通链计算的电感；同轴线的自感 256

6.14　根据能量储积计算的电感；圆线的内电感 257

6.15　从矢位求互感的方法 258

6.16　诺埃曼公式；同轴圆环间的互感 259

6.17　从磁通匝链数计算互感 261

6.18　由选择互感计算自感；圆环的电感 262

6.19　实际线圈的电感 263

6.20　电位、电容和感应系数 265

自电容和互电容 265

6.21　等效电路中的电容元素 267

6.22　静电屏蔽 267

6.23　例题：三极管的极间电容 269

7．电磁波的传播与反射 272

7.01　导言 272

没有边界的区域中的电磁波 274

7.02　波动方程 274

7.03　表示电磁场中的能量关系的坡印廷定理 276

7.04　在完纯介质中的均匀平面波 279

7.05　正弦形式的均匀平面波 282

7.06　偏振 284

波从导体和介质的反射 286

7.07　垂直入射平面波从完纯导体的反射 286

7.08　波的传播的传输线相似性，阻抗的概念 288

7.09　波向完纯介质的垂直入射 291

7.10　有几个介质时的反射问题 293

7.11　以任意角度对完纯导体的入射 295

7.12　斜射时波的相速与阻抗 299

7.13　以任意角度对完纯介质的入射 301

7.14　全反射 304

7.15　偏振角 306

7.16　在多介质边界上的斜射 307

非完纯导体和非完纯介质中的波 308

7.17　导体中的波 308

7.18　不完纯导体中的波 309

7.19　不完纯介质 311

7.20　不完纯介质中的波 313

7.21　不良导体的性质和分类 314

7.22　从良导体上消除波的反射 315

8.01　导言 317

8．导行电磁波 317

8.02　沿均匀系统的波的基本方程 318

8.03　基本的波型 320

由平行平面导行的简单波 321

8.04　由理想平行平面导体引导的TEM波 321

8.05　在有损耗的平行平面间的TEM波；物理近似 323

8.06　在有损耗的平行平面间的TEM波；数学近似 325

8.07 平行平面间的横磁波 328

8.08　横磁波的物理讨论 331

8.09　损耗对平面间的TM波的作用 333

8.10　平行平面间的横电波 336

导行波的一般分析 338

8.11　横电磁波或传输线波 338

8.12　沿不完纯导线传播的传输线波 342

8.13　横磁波 346

8.14　横电波 353

8.15　直角坐标中的一般波型 357

8.16　柱面坐标中的一般波型 358

8.17　波的一般性质的比较和各种波型的物理解释 360

9.01　同轴线、平行导线传输线、屏蔽式二线传输线 364

9．常用波导和传输线的特性 364

常用传输线 364

9.02　同轴线——高次波 365

常用波导 367

9.03　长方形波导 367

9.04　长方形波导中的TE10波 371

9.05　圆形截面的波导 376

9.06　波导中波的激励和接收 381

9.07　简单的传输线方法对波导的应用 384

9.08　接近截止情况以及频率低于截止情况时的波 387

9.09　由介质薄层或介质杆形成的波导 390

其他的波的导行系统 390

9.10　由一个单独的圆柱形导体导行的波 395

9.11　径向传输线 397

9.12　径向传输线的圆周波型；扇形喇叭 403

9.13　对偶性波在倾斜平面之间的传播 406

9.14　由圆锥系统导行的波 408

9.15　凹形波导 411

9.16　理想的螺旋与其他的慢行波结构 412

10.01　导言 416

10．空腔谐振器 416

空腔谐振器的基本概念 417

10.02　谐振传输线作为空腔谐振器 417

10.03　空腔谐振器作为集总谐振电路的推广 418

10.04　根据波反射观点来讨论的空腔谐振器 419

形状简单的谐振器 422

10.05　简单长方形谐振器的场 422

10.06　简单谐振器的能量储藏、损耗与Q 424

10.07　长方形谐振器中的其他波型 426

10.08　圆柱形谐振器 429

10.09　以球面坐标表示的波解答 432

10.10　球形谐振器 436

小间隙的空腔与耦合 436

10.11　小间隙空腔 439

10.12　对空腔的耦合 441

10.13　理想空腔的微小扰动 445

11．微波网络 447

11.01　导言 447

11.02　微波网络的定义 448

定义和网络定理 448

11.03　波导中的电压、电流和阻抗 450

11.04　网络的形成 452

11.05　倒易性 454

波导接合与空腔耦合 456

11.06　两组端偶的等效电路 456

11.07　应用测定求接合参数的方法 458

11.08　传输参数与级联网络 461

11.09　一组端偶的性质 465

11.10　有一个单独输入的空腔的等效电路 467

11.11　空腔等效电路的例子 473

11.12　含有两个或更多的耦合波导的空腔 476

简单的不连续与解析方法 478

11.13　传输线与波导中的简单不连续 478

11.14　理论方法 482

12．辐射 486

12.01　辐射工程学问题 486

12.02　一些实际辐射系的型式 488

12.03　辐射的物理概念 492

12.04　波的辐射观念 494

假定天线电流以计算场和功率 497

12.05　小电流元或偶极子天线 497

12.06　长直天线 500

12.07　半波偶极子；天线增益 503

12.08　完纯地面上的天线 505

12.09　坡印廷计算的系统化 506

12.10　直导线上的行波 509

12.11 小圆环形天线 511

12.12　感应电动势法 512

12.13　效应的叠加和相互作用 514

元阵 514

12.14　例题：二半波偶极子组成的天线阵 516

12.15　菱形天线 518

12.16　直线式天线阵 521

12.17　方向性的限制 526

由假定的表面场分布计算场与功率 528

12.18　用等效电流表示的公式 528

12.19　平面波源的元素 532

12.20　圆形孔径或抛物面反射器 534

12.21　谐振隙缝天线 536

12.22　电磁喇叭 538

由边界值问题的近似解求天线阻抗 540

12.23　球形天线 540

12.24　近似球体天线 547

12.25　双圆锥天线 550

12.26　一般形状的细偶极子天线 557

接收天线及倒易定理 560

12.27　发射——接收系统 560

12.28　倒易关系 563

12.29　接收天线的等效电路 566