根据电子信息类与电气类专业宽口径教学的要求，本书主要介绍电磁场的基本规律、基本理论和基本分析方法。本书共8章，包括数学基础、静态场、静态场边值问题求解、时变场、均匀平面波及其在无界空间传播、均匀平面波的反射与透射、导行电磁波、电磁环境效应及其防护。本书力求物理概念清晰，贴近工程应用背景，相关例题和习题尽量来源于实际工程应用，有助于增加学生的学习兴趣。 本书可作为普通高等院校电子信息工程、通信工程、电气工程等专业的本科生教材，也可供研究生及从事“电磁场与电磁波”相关工作的工程技术人员参考。
潘时龙，南京航空航天大学电子信息工程学院常务副院长，教授，博士生导师，IEEE Fellow，OSA Fellow，SPIE Fellow，中组部/基金委国家级高层次人才工程入选者。主要从事微波光子技术的新体制雷达、无线通信、测量系统和集成微波光子学等领域的研究工作。
第1章 数学基础
1.1 矢量函数
1.1.1 标量与矢量
1.1.2 矢量的表示方法
1.1.3 矢量的基本代数运算
1.1.4 矢量函数的微分与积分
1.1.5 场论
1.2 标量场的方向导数与梯度
1.2.1 标量场的等值面和等值线
1.2.2 方向导数
1.2.3 梯度
1.3 矢量场的通量与散度
1.3.1 矢量场的矢量线（力线）
1.3.2 矢量场的通量
1.3.3 散度
1.3.4 高斯散度定理
1.4 矢量场的环量与旋度
1.4.1 矢量的环量
1.4.2 矢量的旋度
1.4.3 斯托克斯定理
1.5 哈密顿算子与矢量恒等式
1.5.1 哈密顿算子及其一阶微分恒等式
1.5.2 哈密顿算子及其二阶微分恒等式
1.5.3 无旋场、无散场和调和场
1.6 亥姆霍兹定理
1.7 知识点拓展
1.7.1 格林定理
1.7.2 柱贝塞尔函数
知识点总结
习题1
第2章 静态场
2.1 静电场
2.1.1 电荷及电荷密度
2.1.2 库仑定律与电场强度
2.1.3 电介质的极化
2.1.4 静电场基本方程
2.1.5 位函数与泊松方程
2.1.6 静电场的边界条件
2.1.7 静电场中的电容、能量与力
2.2 恒定电流场
2.2.1 电源电动势
2.2.2 电流及电流密度
2.2.3 介质的传导特性
2.2.4 恒定电流场基本方程
2.2.5 位函数与拉普拉斯方程
2.2.6 恒定电流场的边界条件
2.2.7 有耗介质的电阻
2.2.8 恒定电流场与静电场的比拟
2.3 恒定磁场
2.3.1 安培力定律与磁感应强度
2.3.2 磁介质的磁化
2.3.3 恒定磁场基本方程
2.3.4 矢量磁位与泊松方程
2.3.5 恒定磁场的边界条件
2.3.6 恒定磁场与静电场的比拟
2.3.7 恒定磁场中的电感、能量与力
2.4 知识点拓展
2.4.1 静电的应用
2.4.2 静电危害
2.4.3 恒定磁场的应用
2.4.4 微波暗室工作原理简介
知识点总结
习题2
第3章 静态场边值问题求解
3.1 静态场边值问题及解的唯一性定理
3.1.1 静态场边值问题的类型
3.1.2 静电场边值问题解的唯一性定理
3.1.3 静态场边值问题的解法
3.2 镜像法
3.3 分离变量法
3.3.1 直角坐标系下的分离变量法
*3.3.2 圆柱坐标系下的分离变量法
3.4 知识点拓展——矩量法
知识点总结
习题3
第4章 时变场
4.1 法拉第电磁感应定律
4.2 麦克斯韦方程组
4.2.1 非限定形式的麦克斯韦方程组
4.2.2 限定形式的麦克斯韦方程组
4.2.3 时变场的唯一性定理
4.3 边界条件
4.3.1 H的边界条件
4.3.2 E的边界条件
4.3.3 D和B的边界条件
4.4 复数形式的麦克斯韦方程组
4.4.1 时谐场场量的复数表示法
4.4.2 麦克斯韦方程组的复数形式
4.5 波动方程和亥姆霍兹方程
4.5.1 时变场的波动方程
4.5.2 时谐场的亥姆霍兹方程
4.6 电磁场动态位函数
4.6.1 矢量位和标量位
4.6.2 达朗贝尔方程
4.7 电磁能量守恒与转化定律
4.7.1 坡印廷矢量和坡印廷定理
4.7.2 坡印廷定理的复数形式
4.7.3 坡印廷矢量的瞬时值和平均值
4.8 知识点拓展
4.8.1 准静态场
4.8.2 瞬态场
4.8.3 电磁功能材料
知识点总结
习题4
第5章 均匀平面波及其在无界空间的传播
5.1 理想介质中的均匀平面波
5.1.1 均匀平面波的概念
5.1.2 均匀平面波传播特性及其相关参数
5.1.3 任意方向传播的均匀平面波
5.2 电磁波的极化
5.2.1 极化的概念
5.2.2 线极化电磁波
5.2.3 圆极化电磁波
5.2.4 椭圆极化电磁波
5.2.5 3种类型极化的相互关系及应用
5.3 均匀平面波在导电介质中的传播
5.3.1 复电容率与复磁导率
5.3.2 导电介质中的均匀平面波
5.3.3 弱导电介质中的均匀平面波
5.3.4 良导电介质中的均匀平面波
5.3.5 介质的色散特性及其对电磁波传播的影响
5.4 相速、能速、群速及信号速度
5.4.1 相速
5.4.2 群速
5.4.3 信号速度
5.4.4 能速
5.5 知识点拓展
5.5.1 无线通信技术概述
5.5.2 三维空间无线频谱技术简介
知识点总结
习题5
第6章 均匀平面波的反射与透射
6.1 均匀平面波对分界面的垂直入射
6.1.1 均匀平面波对理想导体分界面的垂直入射
6.1.2 均匀平面波对理想介质分界面的垂直入射
6.1.3 均匀平面波对导电介质分界面的垂直入射
6.2 均匀平面波对多层介质分界面的垂直入射
6.2.1 多层介质的反射与透射
6.2.2 1/4波长匹配器
6.2.3 半波长介质窗
*6.2.4 天线罩简介
6.3 均匀平面波对理想导体的斜入射
6.3.1 菲涅耳反射定律
6.3.2 垂直极化波的斜入射
6.3.3 平行极化波的斜入射
6.4 均匀平面波对介质的斜入射
6.4.1 垂直极化波对理想介质的斜入射
6.4.2 平行极化波对理想介质的斜入射
6.4.3 全反射与全透射
6.5 知识点拓展
6.5.1 电磁散射与雷达隐身
6.5.2 复杂环境下的超高频RFID技术
知识点总结
习题6
第7章 导行电磁波
7.1 导波系统中传播的波型
7.1.1 导波系统基础理论
7.1.2 TEM波
7.1.3 TE波与TM波
7.2 矩形波导
7.2.1 矩形波导中TM波的场分布
7.2.2 矩形波导中TE波的场分布
7.2.3 矩形波导中波的传播特性
7.2.4 矩形波导中的主模
7.3 圆柱形波导
7.3.1 圆柱形波导中TM波的场分布
7.3.2 圆柱形波导中TE波的场分布
7.3.3 圆柱形波导中的3种典型模式
7.4 同轴波导
7.4.1 同轴波导中TEM模的场分布及传播特性
7.4.2 同轴波导中的高次模
7.5 谐振腔
7.6 知识点拓展
7.6.1 基片集成波导
7.6.2 光波导
知识点总结
习题7
第8章 电磁环境效应及其防护
8.1 自然电磁环境
8.1.1 宇宙射线
8.1.2 太阳辐射
8.1.3 地磁场
8.1.4 雷电
8.2 人为电磁环境
8.2.1 无意电磁辐射
8.2.2 有意电磁辐射
8.3 电磁环境对人体和电子系统的影响
8.3.1 电磁环境对人体的影响
8.3.2 电磁环境对电子系统的影响
8.4 电磁环境效应防护技术
8.4.1 被动防护技术
8.4.2 主动防护技术
8.5 知识点拓展——电子信息战场电磁环境
知识点总结
习题8
附录A 重要矢量公式
附录B 常用材料参数表
附录C 标准矩形波导管数据
附录D 特殊函数表
参考文献
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