本書共分10章，包括矢量分析與場(chǎng)論、電磁場(chǎng)與電磁波、電波傳播和天線四部分內(nèi)容。矢量分析與場(chǎng)論部分介紹了矢量基本運(yùn)算、標(biāo)量場(chǎng)分析、矢量場(chǎng)分析、三種常用坐標(biāo)系。電磁場(chǎng)與電磁波部分介紹了靜電場(chǎng)、恒定電流的磁場(chǎng)、時(shí)變電磁場(chǎng)與電磁波、平面電磁波的基本理論和基本規(guī)律。電波傳播部分介紹了無(wú)線電波在空間和地球大氣中的傳播方式、特點(diǎn)、規(guī)律和應(yīng)用。天線部分介紹了天線的基本知識(shí)、線天線、口徑天線、陣列天線的結(jié)構(gòu)、原理和應(yīng)用。
本書注重基礎(chǔ)理論和體系的建立，每章后面配有習(xí)題，可以作為電子通信類本科專業(yè)天線與電波傳播課程的選修教材，也可以作為科技人員的參考書。
天線與電波傳播同雷達(dá)、通信等密切相關(guān)，在軍事、經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人們的日常生活中應(yīng)用廣泛，不可或缺，人們的生活、學(xué)習(xí)、工作越來(lái)越離不開它，其重要性不言而喻。
本書注重基礎(chǔ)理論和體系的建立。本書首先從矢量分析基礎(chǔ)、電磁場(chǎng)與電磁波的基本理論出發(fā)，使學(xué)生了解電磁場(chǎng)與電磁波的基本概念，掌握基本規(guī)律，然后再全面系統(tǒng)地講授無(wú)線電波的傳播規(guī)律和應(yīng)用。再后在形成電磁波概念，認(rèn)識(shí)掌握無(wú)線電波傳播規(guī)律的基礎(chǔ)上，講授天線的基礎(chǔ)知識(shí)和基礎(chǔ)理論。最后分類介紹線天線、口徑天線和陣列天線，使學(xué)生掌握常用天線的結(jié)構(gòu)、原理和應(yīng)用。
本書的參考學(xué)時(shí)為40學(xué)時(shí)，可根據(jù)實(shí)際教學(xué)時(shí)數(shù)選講本書內(nèi)容。
全書共10章，第1章是矢量分析與場(chǎng)論，介紹矢量的基本運(yùn)算和標(biāo)量場(chǎng)、矢量場(chǎng)的性質(zhì)和運(yùn)算；第2~5章介紹電磁場(chǎng)與電磁波的基本理論，包括靜電場(chǎng)、恒定電流的磁場(chǎng)、時(shí)變電磁場(chǎng)與電磁波及平面電磁波的基本理論和基本規(guī)律；第6章介紹無(wú)線電波在自由空間和大氣中的傳播方式、規(guī)律和應(yīng)用；第7~10章介紹天線的基本知識(shí)，并分類介紹線天線、口徑天線和陣列天線，包括其結(jié)構(gòu)、原理和應(yīng)用。每章后配有習(xí)題，方便學(xué)生自測(cè)和鞏固所學(xué)知識(shí)，提高分析問題和解決問題的能力。
本書由朱莉編寫第1章和第2章，張晨新編寫第3章和第6章，王亞偉編寫第4章和第5章，許河秀和劉剛編寫第7~10章，張晨新負(fù)責(zé)全書統(tǒng)稿。王光明和梁建剛也提出了許多寶貴意見，在此表示誠(chéng)摯的感謝。
感謝西安電子科技大學(xué)出版社提供了難得的出版機(jī)會(huì)，并為本書的出版付出了大量辛苦的勞動(dòng)。
由于時(shí)間倉(cāng)促且編者水平有限，書中難免有不當(dāng)之處，希望廣大讀者批評(píng)指正。
第1章 矢量分析與場(chǎng)論 1
1.1 標(biāo)量場(chǎng)與矢量場(chǎng) 1
1.1.1 標(biāo)量和矢量 1
1.1.2 矢量的運(yùn)算 2
1.2 三種常用坐標(biāo)系 3
1.2.1 直角坐標(biāo)系 3
1.2.2 圓柱坐標(biāo)系 4
1.2.3 球坐標(biāo)系 6
1.3 標(biāo)量場(chǎng)與矢量場(chǎng)的性質(zhì) 8
1.3.1 標(biāo)量場(chǎng)的等值面與梯度 9
1.3.2 矢量場(chǎng)的通量與散度 12
1.3.3 矢量場(chǎng)的環(huán)流與旋度 17
1.4 無(wú)旋場(chǎng)、無(wú)散場(chǎng)與拉普拉斯運(yùn)算 21
1.5 亥姆霍茲定理 24
習(xí)題 25
第2章 靜電場(chǎng) 27
2.1 電荷及電荷守恒定律 27
2.2 庫(kù)侖定律與電場(chǎng)強(qiáng)度 28
2.2.1 庫(kù)侖定律 28
2.2.2 電場(chǎng)強(qiáng)度 29
2.3 電介質(zhì)的極化 32
2.3.1 靜電場(chǎng)中的介質(zhì) 32
2.3.2 電位移矢量和高斯定律 33
2.4 靜電場(chǎng)的基本方程與邊界條件 35
2.4.1 靜電場(chǎng)的基本方程 35
2.4.2 導(dǎo)體表面邊界條件 35
2.4.3 介質(zhì)分界面邊界條件 36
習(xí)題 38
第3章 恒定電流的磁場(chǎng) 41
3.1 恒定電流與電流連續(xù)性 41
3.1.1 恒定電流 41
3.1.2 電流連續(xù)性原理 41
3.2 安培力定律、畢奧薩伐爾定律與磁感應(yīng)強(qiáng)度 43
3.2.1 安培力定律與磁場(chǎng) 43
3.2.2 畢奧薩伐爾定律與磁感應(yīng)強(qiáng)度 44
3.3 磁介質(zhì)的磁化與磁場(chǎng)強(qiáng)度 48
3.3.1 磁介質(zhì)的磁化 48
3.3.2 磁場(chǎng)強(qiáng)度 50
3.4 恒定電流磁場(chǎng)的基本方程與邊界條件 51
3.4.1 恒定電流磁場(chǎng)的基本方程 51
3.4.2 磁介質(zhì)分界面的邊界條件 55
3.4.3 理想導(dǎo)體表面邊界條件 57
3.4.4 理想介質(zhì)分界面邊界條件 57
習(xí)題 57
第4章 時(shí)變電磁場(chǎng)與電磁波 60
4.1 法拉第電磁感應(yīng)定律與位移電流 60
4.1.1 電磁感應(yīng)定律 60
4.1.2 全電流定律 62
4.2 麥克斯韋方程組 64
4.2.1 麥克斯韋方程組的積分形式 64
4.2.2 麥克斯韋方程組的微分形式 65
4.2.3 媒質(zhì)的本構(gòu)關(guān)系 65
4.3 電磁波與坡印廷矢量 67
4.3.1 電磁波的產(chǎn)生 67
4.3.2 坡印廷矢量 68
4.3.3 波動(dòng)方程 70
4.4 時(shí)諧場(chǎng)的概念與復(fù)數(shù)表示 70
4.4.1 時(shí)諧電磁場(chǎng) 70
4.4.2 時(shí)諧電磁場(chǎng)的復(fù)數(shù)表示 71
4.4.3 亥姆霍茲方程 72
習(xí)題 73
第5章 平面電磁波 75
5.1 均勻平面波 75
5.1.1 波的基本概念 75
5.1.2 均勻平面波 75
5.1.3 平面波的表示 79
5.2 波的極化 80
5.2.1 波的極化 80
5.2.2 極化方式 80
5.3 媒質(zhì)中的平面波 83
5.3.1 理想媒質(zhì)中的平面波 83
5.3.2 損耗媒質(zhì)中的平面波 84
5.3.3 良導(dǎo)體中的平面波 86
5.4 平面波的反射與透射 88
5.4.1 平面波的垂直入射 88
5.4.2 平面波的斜入射 91
習(xí)題 97
第6章 電波傳播 99
6.1 電磁頻譜的劃分 99
6.1.1 電磁頻譜 99
6.1.2 無(wú)線電波 100
6.2 電波傳播基礎(chǔ) 104
6.2.1 無(wú)線電波在自由空間的傳播 104
6.2.2 大氣對(duì)電波傳播的影響 105
6.3 電波傳播的方式 107
6.3.1 地面波傳播 107
6.3.2 天波傳播 114
6.3.3 視距傳播 119
6.3.4 散射傳播 125
6.3.5 星際傳播 127
習(xí)題 128
第7章 天線基礎(chǔ)知識(shí) 129
7.1 天線發(fā)展簡(jiǎn)史 129
7.2 天線的功能與分類 132
7.2.1 天線的功能 132
7.2.2 天線的分類 132
7.2.3 天線的組成與分析方法 133
7.3 天線的基本特性參數(shù) 133
7.3.1 天線的方向性 134
7.3.2 天線的效率 138
7.3.3 天線的增益 139
7.3.4 天線的阻抗 139
7.3.5 天線的極化 140
7.3.6 天線的工作帶寬 141
7.3.7 天線的互易 142
7.3.8 天線的有效長(zhǎng)度 142
7.4 天線的發(fā)射與接收 143
7.5 基本振子的輻射 145
7.5.1 電基本振子的輻射場(chǎng) 145
7.5.2 輻射場(chǎng)的劃分 146
習(xí)題 148
第8章 線天線 150
8.1 對(duì)稱振子天線 150
8.1.1 對(duì)稱振子天線的結(jié)構(gòu)與電流分布 150
8.1.2 對(duì)稱振子的輻射場(chǎng) 151
8.1.3 長(zhǎng)度對(duì)天線方向函數(shù)、方向圖和波瓣寬度的影響 152
8.2 其他常用線天線 154
8.2.1 單極天線 154
8.2.2 加載天線 155
8.2.3 折合振子天線 157
8.2.4 螺旋天線 159
習(xí)題 161
第9章 口徑天線 162
9.1 面天線的基本概念與惠更斯菲涅爾原理 162
9.1.1 面天線的基本概念 162
9.1.2 惠更斯菲涅爾原理 163
9.2 面元的輻射 164
9.2.1 磁基本振子 164
9.2.2 面元的輻射場(chǎng) 166
9.2.3 口徑場(chǎng)與口徑天線的等效面積 167
9.3 常見口徑天線 170
9.3.1 縫隙天線 170
9.3.2 微帶貼片天線 172
9.3.3 喇叭天線 177
9.3.4 拋物面天線 187
習(xí)題 190
第10章 陣列天線 191
10.1 陣列天線的方向性 191
10.1.1 方向性增強(qiáng)原理 191
10.1.2 天線陣影響方向性的因素 192
10.1.3 n元均勻直線式天線陣 194
10.2 常見直線式天線陣 195
10.2.1 邊射陣 195
10.2.2 端射陣 196
10.3 相控陣天線 204
10.3.1 一維掃描陣 205
10.3.2 二維掃描陣 206
10.3.3 陣元間的互耦 208
10.4 八木天線 210
10.4.1 結(jié)構(gòu) 210
10.4.2 原理 211
習(xí)題 214
參考文獻(xiàn) 216
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