天線與電波傳播（簡體書）

本書共分10章，包括矢量分析與場論、電磁場與電磁波、電波傳播和天線四部分內容。矢量分析與場論部分介紹了矢量基本運算、標量場分析、矢量場分析、三種常用坐標系。電磁場與電磁波部分介紹了靜電場、恒定電流的磁場、時變電磁場與電磁波、平面電磁波的基本理論和基本規律。電波傳播部分介紹了無線電波在空間和地球大氣中的傳播方式、特點、規律和應用。天線部分介紹了天線的基本知識、線天線、口徑天線、陣列天線的結構、原理和應用。
本書注重基礎理論和體系的建立，每章後面配有習題，可以作為電子通信類本科專業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。

第1章 矢量分析與場論 1
1.1 標量場與矢量場 1
1.1.1 標量和矢量 1
1.1.2 矢量的運算 2
1.2 三種常用坐標系 3
1.2.1 直角坐標系 3
1.2.2 圓柱坐標系 4
1.2.3 球坐標系 6
1.3 標量場與矢量場的性質 8
1.3.1 標量場的等值面與梯度 9
1.3.2 矢量場的通量與散度 12
1.3.3 矢量場的環流與旋度 17
1.4 無旋場、無散場與拉普拉斯運算 21
1.5 亥姆霍茲定理 24
習題 25
第2章 靜電場 27
2.1 電荷及電荷守恆定律 27
2.2 庫侖定律與電場強度 28
2.2.1 庫侖定律 28
2.2.2 電場強度 29
2.3 電介質的極化 32
2.3.1 靜電場中的介質 32
2.3.2 電位移矢量和高斯定律 33
2.4 靜電場的基本方程與邊界條件 35
2.4.1 靜電場的基本方程 35
2.4.2 導體表面邊界條件 35
2.4.3 介質分界面邊界條件 36
習題 38
第3章 恒定電流的磁場 41
3.1 恒定電流與電流連續性 41
3.1.1 恒定電流 41
3.1.2 電流連續性原理 41
3.2 安培力定律、畢奧薩伐爾定律與磁感應強度 43
3.2.1 安培力定律與磁場 43
3.2.2 畢奧薩伐爾定律與磁感應強度 44
3.3 磁介質的磁化與磁場強度 48
3.3.1 磁介質的磁化 48
3.3.2 磁場強度 50
3.4 恒定電流磁場的基本方程與邊界條件 51
3.4.1 恒定電流磁場的基本方程 51
3.4.2 磁介質分界面的邊界條件 55
3.4.3 理想導體表面邊界條件 57
3.4.4 理想介質分界面邊界條件 57
習題 57

第4章 時變電磁場與電磁波 60
4.1 法拉第電磁感應定律與位移電流 60
4.1.1 電磁感應定律 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 媒質的本構關係 65
4.3 電磁波與坡印廷矢量 67
4.3.1 電磁波的產生 67
4.3.2 坡印廷矢量 68
4.3.3 波動方程 70
4.4 時諧場的概念與複數表示 70
4.4.1 時諧電磁場 70
4.4.2 時諧電磁場的複數表示 71
4.4.3 亥姆霍茲方程 72
習題 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 媒質中的平面波 83
5.3.1 理想媒質中的平面波 83
5.3.2 損耗媒質中的平面波 84
5.3.3 良導體中的平面波 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 無線電波 100
6.2 電波傳播基礎 104
6.2.1 無線電波在自由空間的傳播 104
6.2.2 大氣對電波傳播的影響 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
習題 128
第7章 天線基礎知識 129
7.1 天線發展簡史 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 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 天線的有效長度 142
7.4 天線的發射與接收 143
7.5 基本振子的輻射 145
7.5.1 電基本振子的輻射場 145
7.5.2 輻射場的劃分 146
習題 148
第8章 線天線 150
8.1 對稱振子天線 150
8.1.1 對稱振子天線的結構與電流分佈 150
8.1.2 對稱振子的輻射場 151
8.1.3 長度對天線方向函數、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 166
9.2.3 口徑場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 抛物面天線 187
習題 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 結構 210
10.4.2 原理 211
習題 214
參考文獻 216