Предисловие | 3 |
Буквенные обозначения и единицы измерения основных величин | 5 |
|
Ч а с т ь I |
Введение в техническую электродинамику |
|
Г Л А В А 1 |
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ЭЛЕКТРОДИНАМИКИ |
|
1.1. Электромагнитное поле и электрический заряд. Основные свойства |
электромагнитного поля | 6 |
1.2. Электрическое и магнитное поля как две стороны единого |
электромагнитного поля | 9 |
|
Г Л А В А 2 |
ОСНОВНЫЕ ВЕЛИЧИНЫ, ХАРАКТЕРИЗУЮЩИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ. |
УРАВНЕНИЯ ЭЛЕКТРОДИНАМИКИ В ИНТЕГРАЛЬНОЙ ФОРМЕ |
|
2.1. Связанные и свободные электрические заряды | 10 |
2.2. Плотность электрического заряда | 11 |
2.3. Напряженность электрического поля Е. Поток вектора Е | 12 |
2.4. Обобщение закона Гаусса. Электрическое смещение D | 13 |
2.5. Классификация сред по их макроскопическим параметрам. |
Абсолютная диэлектрическая проницаемость | 16 |
2.6. Электрические токи проводимости и переноса. Плотность тока | 19 |
2.7. Магнитная индукция В. Магнитный поток | 21 |
2.8. Принцип непрерывности магнитного потока | 22 |
2.9. Обобщение закона электромагнитной индукции | 23 |
2.10. Связь между постоянным электрическим/током и обусловленным им |
магнитным полем. Напряжённость магнитного поля Н | 25 |
2.11. Симметрия между электрическими и магнитными явлениями. Ток |
смещения | 28 |
2.12. Закон сохранения электрического заряда в интегральной форме. |
Принцип непрерывности электрического тока | 30 |
2.13. Закон полного тока | 31 |
2.14. Магнитные свойства сред | 31 |
|
Г Л А В А 3 |
УРАВНЕНИЯ ЭЛЕКТРОДИНАМИКИ В ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ФОРМЕ. |
ГРАНИЧНЫЕ УСЛОВИЯ |
|
3.1. Закон полного тока и обобщённый закон электромагнитной индукции |
в дифференциальной форме | 34 |
3.2. Обобщённый закон Гаусса и принцип непрерывности магнитного |
потока в дифференциальной форме | 35 |
3.3. Закон сохранения электрического заряда и принцип непрерывности |
электрического тока в дифференциальной форме | 36 |
3.4. Система уравнений электродинамики в дифференциальной форме | 37 |
3.5. Сторонние источники электромагнитного поля | 39 |
3.6. Система дифференциальных уравнений электродинамики для |
изотропных линейных сред. Принцип суперпозиции | 40 |
3.7. Система уравнений электродинамики для однородных непроводящих |
сред | 40 |
3.8. Система уравнений электродинамики для однородных проводящих |
сред без сторонних источников | 41 |
3.9. Граничные условия на поверхности раздела двух сред | 42 |
3.10. Граничные условия на поверхности идеально проводящей среды | 46 |
3.11. Система уравнений в дифференциальной форме и граничные условия |
для комплексных амплитуд. Комплексная диэлектрическая |
проницаемость среды | 48 |
3.12. Электрические свойства изотропных линейных сред в |
монохроматическом поле | 52 |
|
Г Л А В А 4 |
ЭНЕРГИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ |
|
4.1. Теорема Умова-Пойнтинга. Вектор Пойнтинга | 53 |
4.2. Выражения средних за период значений произведений двух |
монохроматических векторов через их комплексные амплитуды | 56 |
4.3. Теорема Умова-Пойнтинга для комплексных амплитуд | 58 |
|
Г Л А В А 5 |
УСЛОВИЯ ЕДИНСТВЕННОСТИ РЕШЕНИЯ УРАВНЕНИИ ЭЛЕКТРОДИНАМИКИ |
|
5.1. Теорема единственности для внутренней задачи электродинамики | 61 |
5.2. Условия излучения. Теорема единственности для внешней задачи |
электродинамики | 63 |
|
Г Л А В А 6 |
ВОЛНОВЫЕ УРАВНЕНИЯ ДЛЯ ВЕКТОРОВ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ. |
ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИЕ ПОТЕНЦИАЛЫ |
|
6.1. Волновые уравнения для векторов электромагнитного поля | 67 |
6.2. Электродинамические потенциалы | 69 |
6.3. Электродинамические потенциалы в безграничной среде. Волновой |
характер электромагнитного поля | 70 |
6.4. Использование электродинамических потенциалов в методе |
комплексных амплитуд | 74 |
|
Ч а с т ь I I |
Статические и стационарные поля |
|
Г Л А В А 7 |
СТАТИЧЕСКИЕ ПОЛЯ |
|
7.1. Классификация электромагнитных явлений | 76 |
7.2. Уравнения электростатики | 77 |
7.3. Скалярный потенциал электростатического поля | 80 |
7.4. Задачи электростатики | 81 |
7.5. Простейшие примеры электростатического поля | 83 |
7.6. Метод зеркальных изображений | 88 |
7.7. Энергия электростатического поля | 90 |
7.8. Электрическая ёмкость уединённого проводящего тела | 91 |
7.9. Система заряженных проводящих тел | 92 |
7.10. Электрическая ёмкость между двумя проводящими телами. |
Конденсатор | 94 |
7.11. Магнитостатическое поле | 95 |
|
Г Л А В А 8 |
СТАЦИОНАРНОЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ |
|
8.1. Стационарное электрическое поле в проводящей среде | 96 |
8.2. Метод электростатической аналогии | 97 |
8.3. Стационарное электрическое поле в диэлектрике | 98 |
8.4. Основные уравнения стационарного магнитного поля | 99 |
8.5. Простейшие примеры стационарного магнитного поля | 100 |
8.6. Энергия стационарного магнитного поля | 102 |
8.7. Индуктивность, взаимная индуктивность | 102 |
|
Ч а с т ь I I I |
Излучение и распространение |
электромагнитных волн |
|
Г Л А В А 9 |
ЭЛЕМЕНТАРНЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ИЗЛУЧАТЕЛЬ |
|
9.1. Излучение электромагнитных волн | 106 |
9.2. Понятие об элементарном электрическом излучателе | 106 |
9.3. Комплексные амплитуды векторов поля элементарного электрического |
излучателя | 108 |
9.4. Электромагнитное поле в ближней зоне | 110 |
9.5. Электромагнитное поле в дальней зоне | 111 |
9.6. Мощность излучения, сопротивление излучения | 114 |
|
Г Л А В А 1 0 |
ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ЭЛЕКТРОДИНАМИКИ. |
ЭЛЕМЕНТАРНЫЙ МАГНИТНЫЙ ИЗЛУЧАТЕЛЬ, ЭЛЕМЕНТ ГЮЙГЕНСА |
|
10.1. Уравнения Максвелла при наличии фиктивных магнитных токов и |
зарядов | 115 |
10.2. Принцип перестановочной двойственности уравнений Максвелла | 117 |
10.3. Поле излучения элементарного магнитного излучателя | 118 |
10.4. Лемма Лоренца. Теорема взаимности | 121 |
10.5. Теорема эквивалентности | 123 |
10.6. Принцип Гюйгенса-Френеля. Элемент Гюйгенса | 125 |
|
Г Л А В А 1 1 |
ОДНОРОДНЫЕ ПЛОСКИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ |
В БЕЗГРАНИЧНОЙ ИЗОТРОПНОЙ СРЕДЕ |
|
11.1. Однородная плоская электромагнитная волна | 130 |
11.2. Однородная плоская волна в среде без потерь | 131 |
11.3. Однородная плоская волна в среде с потерями | 134 |
|
Г Л А В А 1 2 |
ПОЛЯРИЗАЦИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН |
|
12.1. Линейно поляризованные волны | 139 |
12.2. Поляризованные по кругу и эллиптически поляризованные волны | 140 |
|
Г Л A B A 1 3 |
ВОЛНОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ НА ГРАНИЦЕ РАЗДЕЛА ДВУХ СРЕД |
|
13.1. Однородная плоская волна, распространяющаяся в произвольном |
направлении | 143 |
13.2. Падение плоской волны на границу раздела двух диэлектриков | 144 |
13.3. Нормальное падение плоской волны на границу раздела диэлектриков | 152 |
13.4. Полное прохождение волны через границу раздела диэлектриков | 153 |
13.5. Полное внутреннее отражение | 153 |
13.6. Падение плоской волны на границу раздела диэлектрика и |
идеального проводника | 159 |
13 7. Падение плоской волны на границу раздела диэлектрика и среды с |
потерями | 160 |
13.8. Приближённые граничные условия Леонтовича-Щукина | 168 |
|
Г Л А В А 1 4 |
ПОВЕРХНОСТНЫЙ ЭФФЕКТ |
|
14.1. Сильный и слабый поверхностный эффект | 165 |
14.2. Эквивалентный поверхностный ток и сопротивление проводника при |
сильном поверхностном эффекте | 166 |
14.3. Средняя мощность тепловых потерь в проводящем теле при сильном |
поверхностном эффекте | 170 |
14.4. Сопротивление цилиндрического провода | 170 |
|
Г Л А В А 1 5 |
ДИФРАКЦИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН |
|
15.1. Задачи дифракции | 174 |
15.2. Переход от уравнений Максвелла к уравнениям геометрической |
оптики. Геометрические волновые поверхности и лучи | 176 |
15.3. Оптическая длина пути. Принцип Ферма | 179 |
15.4. Изменение поля вдоль луча | 181 |
15.5. Отражение и преломление в геометрической оптике | 183 |
15.6. Метод физической оптики (приближение Гюйгенса-Кирхгофа) | 185 |
|
Г Л А В А 1 6 |
ОДНОРОДНЫЕ ПЛОСКИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ |
В БЕЗГРАНИЧНОЙ АНИЗОТРОПНОЙ СРЕДЕ |
|
16.1. Свойства и параметры намагниченных феррита и плазмы для |
монохроматических электромагнитных волн | 187 |
16.2. Уравнения Максвелла для намагниченных феррита и плазмы | 197 |
16.3. Распространение однородных плоских волн в продольно |
намагниченных феррите и плазме | 197 |
16.4. Распространение однородных плоских волн в поперечно |
намагниченных феррите и плазме | 202 |
|
Ч а с т ь I V |
Электромагнитные волны, направляемые |
регулярными линиями передачи |
|
Г Л А В А 1 7 |
ВВЕДЕНИЕ В ТЕОРИЮ ВОЛН, |
НАПРАВЛЯЕМЫХ РЕГУЛЯРНЫМИ ЛИНИЯМИ ПЕРЕДАЧИ |
|
17.1. Линии передачи и их классификация | 206 |
17.2. Решение уравнений Максвелла для регулярных линий передачи | 207 |
17.3. Классификация направляемых волн | 211 |
|
Г Л А В А 1 8 |
ОБЩАЯ ТЕОРИЯ ВОЛН, НАПРАВЛЯЕМЫХ РЕГУЛЯРНЫМИ ВОЛНОВОДАМИ |
|
18.1. Граничные условия для продольных составляющих поля. Краевые |
задачи Дирихле и Неймана | 213 |
18.2. Поля магнитного и электрического классов, их свойства и параметры | 215 |
18.3. Поле поперечного электромагнитного класса, его свойства и параметры | 219 |
18.4. Мощность, переносимая вдоль волновода бегущей волной | 221 |
18.5. Скорость распространения энергии вдоль волновода. Групповая |
скорость | 223 |
18.6. Затухание электромагнитных волн в волноводе, обусловленное |
потерями в металлических стенках | 226 |
18.7. Графическое изображение структуры поля | 228 |
18.8. Поля основного и высших типов | 229 |
18.9. Требования, предъявляемые к линии передачи | 230 |
|
Г Л А В А 1 9 |
РЕГУЛЯРНЫЕ ВОЛНОВОДЫ |
|
Прямоугольный волновод | 231 |
19.1. Решение краевых задач | 231 |
19.2. Параметры полей типов Hmn и Emn | 233 |
19.3. Комплексные амплитуды составляющих векторов Е и Н | 235 |
19.4. Мощность, (переносимая бегущими волнами типов Hmn и Emn | 236 |
19.5. Коэффициент затухания волн типов Hmn и Emn, обусловленный |
потерями в металлических стенках | 237 |
19.6. Волна основного типа | 239 |
19.7. Концепция однородных плоских волн в волноводе | 242 |
19.8. Выбор размеров поперечного сечения волновода в одноволновом |
режиме | 245 |
19.9. Структура полей бегущих волн высших типов | 246 |
19.10. Волноводы с поперечным сечением П- и Н-образной форм | 248 |
|
Круглый волновод | 249 |
19.11. Решение краевых задач | 249 |
19.12. Параметры полей типов Hmn и Emn | 252 |
19.13. Комплексные амплитуды составляющих векторов Е и Н | 253 |
19.14. Мощность, переносимая бегущими волнами типов Hmn и Emn | 254 |
19.15. Коэффициент затухания волн типов Hmn и Emn, обусловленный |
потерями в металлических стенках | 255 |
19.16. Структура полей бегущих волн | 256 |
19.17. Особенности использования круглого волновода | 259 |
19.18. Эллиптический волновод | 261 |
|
Коаксиальный круглый волновод | 262 |
19.19. Поля в коаксиальном круглом волноводе | 262 |
19.20. Мощность, переносимая бегущей Т-волной | 265 |
19.21. Коэффициент затухания Т-волны, обусловленный потерями в |
металлических стенках | 266 |
19.22. Выбор размеров коаксиального круглого волновода | 266 |
19.23. Способы возбуждения волн в волноводах | 267 |
|
Г Л А В А 2 0 |
РЕГУЛЯРНЫЕ ОТКРЫТЫЕ ЛИНИИ ПЕРЕДАЧИ |
|
20.1. Симметричная двухпроводная линия передачи | 269 |
20.2. Полосковые линии передачи | 270 |
20.3. Основные этапы определения поля в линии передачи поверхностной |
волны | 275 |
20.4. Диэлектрическая круглая линия передачи. Волоконный световод | 278 |
20.5. Однопроводная круглая линия передачи | 285 |
|
Ч а с т ь V |
Линейные устройства СВЧ |
|
Г Л А В А 2 1 |
ВВЕДЕНИЕ В ТЕОРИЮ ВОЛНОВОДОВ С НЕРЕГУЛЯРНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ |
|
21.1. Нерегулярность реальных волноводов. Метод эквивалентных схем | 287 |
51.2. Описание направляемых Т-волн теорией длинных линий | 289 |
21.3. Эквивалентность между волноводом и длинной линией | 294 |
21.4. Представление полного поля в волноводе векторными рядами. |
Мощность, переносимая полным полем вдоль волновода | 298 |
21.5. Эквивалентная схема нерегулярности в волноводе | 300 |
21.6. Плоские нерегулярности в волноводе | 303 |
21.7. Штыри в прямоугольном волноводе | 308 |
21.8. Волновая матрица рассеяния | 310 |
21.9. Волновая матрица передачи четырёхполюсника. Ослабление |
четырёхполюсника | 316 |
|
Г Л А В А 2 2 |
ОБЪЁМНЫЕ РЕЗОНАТОРЫ |
|
22.1. Основные классы объёмных резонаторов | 318 |
22.2. Собственные колебания цилиндрического резонатора без потерь | 321 |
22.3. Коаксиальные и полосковые резонаторы с укорачивающей ёмкостью | 328 |
22.4. Квазистационарные резонаторы | 329 |
22.5. Добротность объёмных закрытых резонаторов | 332 |
22.6. Проходной волноводный резонатор | 335 |
22.7. Перестройка частоты объёмных резонаторов | 338 |
22.8. Вынужденные колебания закрытых объёмных резонаторов | 340 |
|
Г Л А В А 2 3 |
СОГЛАСОВАНИЕ НАГРУЗКИ С ЛИНИЕЙ ПЕРЕДАЧИ. |
ЧАСТОТНЫЕ ФИЛЬТРЫ СВЧ |
|
Согласование нагрузки с линией передачи | 342 |
23.1. Принцип согласования нагрузки с линией передачи | 342 |
23.2. Узкополосное согласование | 343 |
23.3. Широкополосное согласование активных сопротивлений | 345 |
|
Частотные фильтры СВЧ | 350 |
23.4. Метод расчёта частотных отражающих фильтров СВЧ | 350 |
23.5. Полосовые и режекторные фильтры | 352 |
23.6. Фильтры гармоник | 361 |
|
Г Л А В А 2 4 |
УСТРОЙСТВА, ВХОДЯЩИЕ В ТРАКТ СВЧ |
|
Волноводные конструктивные элементы и оконечные нагрузки | 364 |
24.1. Волноводные конструктивные элементы | 364 |
24.2. Поглощающие оконечные нагрузки | 369 |
|
Двухплечные узлы | 370 |
24.3. Аттенюаторы | 370 |
24.4. Фазовращатели | 371 |
24.5. Фильтры для подавления типов волн | 372 |
24.6. Поляризаторы | 374 |
24.7. Переходы с одного волновода на другой | 375 |
|
Трёхплечные узлы | 376 |
24.8. Т-образные соединения прямоугольных волноводов | 376 |
24.9. Поляризационный фильтр | 378 |
|
Мосты и направленные ответвители | 379 |
24.10. Основные понятия и параметры | 379 |
24.11. Двойной волноводный тройник | 380 |
24.12. Кольцевой мост | 382 |
24.13. Квадратный мост | 385 |
24.14. Волноводный щелевой мост | 387 |
24.15. Направленные ответвители со связью через несколько отверстий | 389 |
24.16. Направленные ответвители и мосты на связанных линиях передачи |
с Т-волной | 391 |
24.17. Применение мостов и направленных ответвителей | 397 |
24.18. Устройства СВЧ с применением pin-диодов | 400 |
|
Г Л А В А 2 5 |
УСТРОЙСТВА СВЧ С НАМАГНИЧЕННЫМ ФЕРРИТОМ |
|
25.1. Виды невзаимных устройств СВЧ с намагниченным ферритом | 404 |
25.2. Невзаимные ферритовые устройства в круглом волноводе | 406 |
25.3. Невзаимные ферритовые устройства в прямоугольном волноводе | 408 |
25.4. Невзаимные ферритовые устройства в коаксиальном волноводе и |
полосковых линиях | 412 |
25.5. Применение невзаимных ферритовых устройств | 414 |
|
Приложение 1. Векторный анализ | 415 |
Приложение 2. Сведения о цилиндрических функциях целого порядка | 419 |
|
Список литературы | 423 |