本书系统地阐述了电磁场理论、电波传播理论、天线理论与技术、天线在通信中的应用及天线的工程设计，较充分地反映了电磁场与天线发展的最新技术。全书分为上、下两篇，共13章。上篇为电磁场理论（第1～6章），内容包括：矢量分析与场论基础、静电场、恒定电场、恒定磁场、时变电磁场及平面电磁波。下篇为天线技术（第7～13章），内容包括：电波传播基本理论、蜂窝移动通信中的电波传播、天线原理、常用天线、线天线的馈电系统、天线在蜂窝移动通信系统中的应用及天线的仿真设计。为帮助读者理解教材内容，激发学习兴趣、扩大视野，每章配有丰富的拓展知识、习题及答案，相关内容可通过扫描书中的二维码获取。

目 录
上篇 电磁场理论

第1章 矢量分析与场论基础 2
　1.1 矢量代数 2
　　　　1.1.1 矢量的加减运算 3
　　　　1.1.2 标量与矢量相乘 3
　　　　1.1.3 矢量的点积 4
　　　　1.1.4 矢量的叉积 4
　1.2 三种常用的正交坐标系 5
　　　　1.2.1 直角坐标系 5
　　　　1.2.2 圆柱坐标系 6
　　　　1.2.3 球坐标系 7
　1.3 标量场的梯度 8
　　　　1.3.1 标量场的等值面 8
　　　　1.3.2 标量场的方向导数 8
　　　　1.3.3 标量场的梯度 8
　1.4 矢量场的散度 10
　　　　1.4.1 矢量场的矢量线 10
　　　　1.4.2 矢量场的通量与散度 11
　　　　1.4.3 散度定理 13
　1.5 矢量场的旋度 14
　　　　1.5.1 矢量场的环量 14
　　　　1.5.2 矢量场的旋度 14
　　　　1.5.3 斯托克斯定理 17
　1.6 亥姆霍兹定理 18
　本章小结 19
　思考题 19
　习题 20
第2章 静电场 21
　2.1 真空中的静电场 21
　　　　2.1.1 电荷与电荷密度 21
　　　　2.1.2 库仑定律与叠加原理 22
　　　　2.1.3 电场强度 22
　2.2 真空中静电场的基本方程 24
　　　　2.2.1 静电场的高斯定理 24
　　　　2.2.2 静电场的环路定理 28
　2.3 电位及其梯度 28
　　　　2.3.1 电位与电位差 28
　　　　2.3.2 电位的微分方程 30
　2.4 电介质中的静电场 31
　　　　2.4.1 介质的极化 31
　　　　2.4.2 介质中电场的基本方程 32
　　　　2.4.3 静电场中的导体 34
　2.5 静电场的边界条件 34
　　　　2.5.1 法向边界条件 34
　　　　2.5.2 切向边界条件 35
　2.6 静电场中的能量 36
　本章小结 39
　思考题 39
　习题 40
第3章 恒定电场 42
　3.1 导电媒质中的传导电流 42
　　　　3.1.1 欧姆定律 42
　　　　3.1.2 焦耳定律 43
　3.2 恒定电场的基本方程及边界条件 44
　　　　3.2.1 电流连续性方程 44
　　　　3.2.2 恒定电场的基本方程 44
　　　　3.2.3 恒定电场的边界条件 45
　3.3 恒定电场与静电场的比较 47
　本章小结 48
　思考题 48
　习题 49
第4章 恒定磁场 50
　4.1 恒定磁场的基本方程 50
　　　　4.1.1 安培力定律 50
　　　　4.1.2 毕奥?萨伐尔定律 50
4.1.3 磁通连续性方程与安培环路
定理 52
　4.2 矢量磁位 53
　　　　4.2.1 矢量磁位的引入 53
　　　　4.2.2 矢量磁位的泊松方程 54
　　　　4.2.3 磁偶极子的磁场 55
　4.3 磁介质中的场方程 56
　　　　4.3.1 介质的磁化 56
　　　　4.3.2 介质中磁场的基本方程 56
　4.4 恒定磁场的边界条件 58
　　　　4.4.1 磁感应强度的法向边界条件 58
　　　　4.4.2 磁场强度的切向边界条件 58
　4.5 恒定磁场的能量 59
　本章小结 61
　思考题 61
　习题 62
第5章 时变电磁场 63
　5.1 麦克斯韦方程组 63
　　　　5.1.1 法拉第电磁感应定律 63
　　　　5.1.2 位移电流 64
　　　　5.1.3 麦克斯韦方程组 67
　5.2 时变场的边界条件 69
　　　　5.2.1 一般形式的边界条件 69
　　　　5.2.2 理想导体表面的边界条件 69
　　　　5.2.3 理想介质表面的边界条件 70
　5.3 坡印亭定理与坡印亭矢量 71
　　　　5.3.1 坡印亭定理 71
　　　　5.3.2 坡印亭矢量 72
　5.4 时谐电磁场 73
　　　　5.4.1 电磁场的波动方程 73
　　　　5.4.2 时谐场的复数表示 74
　　　　5.4.3 麦克斯韦方程组的复数形式 74
　　　　5.4.4 平均能流密度 75
　本章小结 76
　思考题 77
　习题 78
第6章 平面电磁波 79
　6.1 无界理想介质中的均匀平面波 79
　　　　6.1.1 无源区域波动方程的解 79
　　　　6.1.2 无源区域时谐场波动方程的解 80
　　　　6.1.3 均匀平面波传播特性 81
　6.2 无界导电介质中的均匀平面波 84
　　　　6.2.1 导电介质中的波动方程 84
　　　　6.2.2 导电介质中的均匀平面波 85
　　　　6.2.3 良导体中的主要电磁参数 87
　　　　6.2.4 良介质中的主要电磁参数 89
　6.3 电磁波的极化 89
　　　　6.3.1 线极化 90
　　　　6.3.2 圆极化 91
　　　　6.3.3 椭圆极化 92
6.4 均匀平面波对平面分界面的
反射与折射 93
　　　　6.4.1 对理想介质平面的垂直入射 93
　　　　6.4.2 对理想导体平面的垂直入射 96
　　　　6.4.3 对理想介质平面的斜入射 97
　本章小结 101
　思考题 102
　习题 103

下篇 天线技术

第7章 电波传播基本理论 106
　7.1 电波及电波传播概述 106
　　　　7.1.1 电磁波基本知识 106
　　　　7.1.2 无线电波的特点 107
　　　　7.1.3 电波传播的媒质特性 109
　　　　7.1.4 电波传播方式 109
　　　　7.1.5 无线电波的基本传输特性 110
　7.2 地波传播 112
　　　　7.2.1 地面的电参数 112
　　　　7.2.2 波前倾现象 112
　　　　7.2.3 地波传播特性 113
　　　　7.2.4 地波传播的应用 114
　7.3 电离层与天波传播 114
7.3.1 电离层的结构特点和对天波
传播的影响 114
　　　　7.3.2 短波天波传播 117
　7.4 视距传播 121
7.4.1 影响视距传播的
地面菲涅耳区 122
　　　　7.4.2 平面地对视距传播的影响 125
7.4.3 光滑平面地视距传播场强的
计算 127
7.4.4 平面地上的地形地物对视距
传播的影响 128
7.4.5 考虑地球曲率影响的非平面地
视距传播的极限距离 129
7.4.6 对流层大气对视距传播的
影响 130
　7.5 无线电干扰 132
　本章小结 133
　习题 134
第8章 蜂窝移动通信中的电波传播 135
　8.1 蜂窝移动通信电波传播方式 135
8.1.1 蜂窝移动通信电波的视距传播
方式 135
　　　　8.1.2 移动通信中的电波传播路径 135
　8.2 蜂窝移动通信中电波传播特性 136
8.2.1 阴影效应、远近效应和
多径效应 136
　　　　8.2.2 多普勒效应 137
　　　　8.2.3 绕射损耗 138
　　　　8.2.4 衰落现象 139
　8.3 典型电波传播损耗的计算 141
　　　　8.3.1 电波在自由空间中传播 141
8.3.2 由建筑物外部向内部的
穿透传播 141
　　　　8.3.3 其他损耗 142
　8.4 移动信道电波传播模型 142
　　　　8.4.1 移动信道电波传播模型的意义 142
　　　　8.4.2 移动信道电波传播模型种类 142
　　　　8.4.3 Okumura模型具体内容 143
8.4.4 传播模型在无线通信工程中的
应用 146
　本章小结 146
　习题 147
第9章 天线原理 148
　9.1 概述 148
　　　　9.1.1 天线研究的主要内容 148
　　　　9.1.2 天线的分类 148
　　　　9.1.3 对通信天线的基本要求 148
　9.2 天线辐射电磁波的原理 149
　　　　9.2.1 天线辐射电磁波的过程 149
　　　　9.2.2 天线有效辐射电磁波的条件 150
　9.3 电基本振子的辐射场 151
　　　　9.3.1 电基本振子辐射场表达式 151
　　　　9.3.2 电基本振子辐射场的特点 151
　　　　9.3.3 电基本振子的辐射电阻 152
　9.4 发射天线的特性参数 152
　　　　9.4.1 方向函数与方向图 152
　　　　9.4.2 方向系数 154
　　　　9.4.3 效率 156
　　　　9.4.4 增益 157
　　　　9.4.5 天线的输入阻抗 157
　　　　9.4.6 有效长度 158
　　　　9.4.7 天线的极化 158
　　　　9.4.8 工作频带宽度 159
　　　　9.4.9 功率容量 159
　9.5 接收天线 159
　　　　9.5.1 天线接收无线电波的物理过程 160
　　　　9.5.2 接收天线的等效电路 160
　　　　9.5.3 接收天线的噪声温度 161
　　　　9.5.4 对接收系统的特殊要求 162
　　　　9.5.5 接收天线的分集接收技术 162
　9.6 自由空间对称振子 162
　　　　9.6.1 对称振子上电流分布 162
　　　　9.6.2 对称振子的远区辐射场 163
　　　　9.6.3 对称振子的方向特性 164
9.6.4 对称振子的辐射功率与
辐射电阻 165
　　　　9.6.5 对称振子的输入阻抗 166
　9.7 天线阵 168
　　　　9.7.1 天线阵基本理论 168
　　　　9.7.2 二元阵 169
　　　　9.7.3 均匀直线阵 172
9.8 无限大理想导电反射面对天线电
性能的影响 174
9.8.1 镜像天线等效无限大理想导电
反射面 174
9.8.2 无限大理想导电反射面对天线
电性能的影响 175
　本章小结 176
　习题 177
第10章 常用天线 179
　10.1 直立天线 179
　　　　10.1.1 直立天线及其特性 179
　　　　10.1.2 直立天线的主要特性参数 179
　　　　10.1.3 直立天线的应用 180
　　　　10.1.4 加载直立天线 180
　10.2 双极天线 181
　　　　10.2.1 双极天线的结构及应用 181
　　　　10.2.2 双极天线的辐射场 182
　　　　10.2.3 双极天线的方向性 182
　　　　10.2.4 双极天线的方向系数和增益 184
　　　　10.2.5 双极天线的阻抗特性 184
　　　　10.2.6 双极天线的尺寸选择 185
10.3 自由空间的笼形和分支笼形
天线 186
　　　　10.3.1 自由空间的笼形天线 186
　　　　10.3.2 分支笼形天线 187
　10.4 角形天线 188

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