Г «Основы электродинамики». Учебное пособие для вузов. М., «Сов. радио», 1973. 248 с. с ил.
Излагаются основы теории электромагнетизма, теория линий передачи объемных резонаторов. Рассматриваются задачи возбуждения электромагнитных волн, принципы анализа замедляющих систем, электродинамика анизотропных сред. Кроме студентов пособие может быть полезным для специалистов, работающих в области техники СВЧ.
irvMi_mo
ОГЛАВЛЕНИЕ
7 Предисловие..............
Глава первая. Основные положения теории электромагнетизма .............. °
1.1. Электромагнитное поле ......... 8
1.2. Плотность тока проводимости. Дифференциальная форма закона Ома.......... И
1.3. Закон сохранения заряда....... 14
1.4. Закон Гаусса........... 15
1.5. Закон неразрывности магнитных силовых линий . . 16
1.6. Закон полного тока.......... 18
1.7. Ток смещения........... 20
1.8. Закон электромагнитной индукции ..... 21
1.9. Материальные уравнения электромагнитного поля . 22
1.10. Поляризационные и сторонние токи ...'.. 31
1.11. Сводка уравнений Максвелла.......32
1.12. Уравнения Максвелла для монохроматических колебаний. Комплексные амплитуды полей.....33
1.13. Комплексная диэлектрическая проницаемость. Угол диэлектрических потерь ........ 36
1.14. Уравнения Гельмгольца. Волновой характер электромагнитного поля.......' . . . 37
1.15. Энергетические соотношения в электромагнитном поле. Теорема Пойнтинга........39
Глава вторая. Плоские электромагнитные волны ... 46
2.1. Общие свойства волновых процессов.....46
2.2. Однородная плоская электромагнитная волна с линейной поляризацией ......... 50
2.3. Фазовая скорость и постоянная затухания плоских
волн..............53
2.4. Плоские электромагнитные волны в хорошо проводящих средах............55
2.5. Плоские электромагнитные волны с вращающейся поляризацией ............57
2.6. Плоские волны, распространяющиеся в произвольном направлении............ 59
Глава третья. Граничные условия для векторов электромагнитного поля............61
3.1. Постановка задачи..........61
3.2. Граничные условия для нормальных составляющих магнитного поля...........62
3.3. Граничные условия для нормальных составляющих электрического поля.........63
3.4. Граничные условия для тангенциальных составляющих магнитного поля.........64
3
3.5 Граничные условия для тангенциальных составляющих электрического поля........ 67
Глава четвертая. Падение плоских электромагнитных
волн на границу раздела двух сред...... 69
4.1. Нормальное падение плоской электромагнитной волны
на идеально проводящую плоскость..... 69
4.2. Нормальное падение плоской электромагнитной волны
на диэлектрическое полупространство..... 70
4.3. К вопросу о создании неотражающих сред ... 73
4.4. Падение плоской электромагнитной волны на диэлектрическое полупространство под произвольным углом 74
4.5. Угол Брюстера........... 79
4.6. Полное внутреннее отражение....... 81
4.7. Приближенные граничные условия Леонтовича . . 83
Глава пятая. Направляемые электромагнитные волны.
Волны между двумя проводящими плоскостями ... 85
5.1. Падение плоской волны с параллельной поляризацией 85
5.2. Падение плоской волны с перпендикулярной поляризацией ............. 88
5.3. Классификация направляемых волн..... 88
5.4. Фазовая скорость направляемых волн .... 89
5.5. Типы волн в волноводах........ 92
5.6. Критическая длина волны........ 93
5.7. Связь между продольными и поперечными составляющими поля направляемых волн..... 95
Глава шестая. Прямоугольный металлический волновод 98
6.1. Постановка задачи.......... 98
6.2. Волны типа Е в прямоугольном волноводе ... 99
6.3. Вычисление критической длины волны и длины волны
—в волноводе............ 106
6.4. Волны типа Я в прямоугольном волноводе . . . 108
6.5. Волна типа Ню........... 111
6.6. Основы применения прямоугольных волноводов . . 116
6.7. Характеристические сопротивления волноводов . . 121
6.8. Мощность, переносимая по прямоугольному волноводу колебанием типа Я10......... 123
Глава седьмая. Круглый металлический волновод . . 125
7.1. Постановка задачи.......... 125
7.2. Волны типа ? в круглом волноводе..... 128
7.3. Волны типа Н в круглом волноводе..... 134
7.4. Применение круглых волноводов...... 138
Глава восьмая. Линии передачи с волнами ТЕМ . . 141
8.1. Некоторые общие характеристики волн ТЕМ в линиях передачи . "......... 141
8.2. Напряжение и разность потенциалов в теории линий передачи............. 142
8.3. Коаксиальная линия передачи....... 144
8.4. Волновое сопротивление......- . . 147 i
8.5. Некоторые применения коаксиальных линий передачи 148,1
8.6. Полосковые линии передачи....... 148 :
4 .i
Глава девятая. Затухание волн в полых металлических
волноводах ............. 150
9.1. Источники потерь в волноводах ...... 150
9.2. Способ учета затухания в волноводах..... 151
9.3. Общие выражения для постоянной затухания . . 152
9.4. Анализ некоторых частных случаев..... 154
Глава десятая. Групповая скорость волн в волноводах 160
10.1. Постановка задачи........ 160
10.2. Группы волн и групповая скорость..... 160
10.3. Групповая скорость в металлических волноводах 163
Глава одиннадцатая. Поверхностные электромагнитные
волны и замедляющие структуры.......- 167
11.1. Спиральный волновод......... 167
11.2. Замедление электромагнитных волн диэлектрической пластиной. Поверхностные волны...... 169
11.3. Некоторые другие типы замедляющих структур и их применение........... 17'
Глава двенадцатая. Колебательные системы СВЧ.
Объемные резонаторы.......... 180
12.1. Эволюция электромагнитных колебательных систем
при повышении рабочей частоты . . . . . 18*
12.2. Объемный резонатор, обоазованный отрезком прямоугольного волновода........ 183
12.3. Общая задача о колебаниях в прямоугольном резонаторе. Классификация типов колебаний .... 187
12.4. Круглые объемные резонаторы..... 190
12.5. Некоторые способы возбуждения и включения объемных резонаторов......... 192
12.6. Добротность объемных резонаторов..... 194
12.7. Некоторые другие типы объемных резонаторов . . 197
12.8. Общая постановка задачи о колебаниях в объемном резонаторе........... 199
Глава тринадцатая. Решение неоднородных уравнений
Максвелла. Электрический векторный потенциал . . . 201
13.1. Постановка задачи.......... 201
13.2. Векторный и скалярный потенциалы электромагнитного поля............ 202
13.3. Калибровка потенциалов. Неоднородное уравнение Гельмгольца............ 203
13.4. Решение неоднородного уравнения Гельмгольца . . 204
Глава четырнадцатая. Элементарные излучатели . . 206
14.1. Элементарный электрический излучатель .... 206
14.2. Векторный электрический потенциал для элементарного электрического излучателя ...... 207
14.3. Составляющие электромагнитного поля .... 208
14.4. Ближняя и дальняя зоны элементарного электрического излучателя.......... 209
14.5. Диаграмма направленности элементарного электрического излучателя....... .211
14.6. Вычисление излученной мощности. Сопротивление излучения............ 213
14.7. Понятие о магнитном токе....... 215
14.8. Принцип перестановочной двойственности . . . 216
14.9. Элементарный щелевой излучатель..... 217
Глава пятнадцатая. Некоторые дополнительные вопросы теории излучения электромагнитных волн . . . 221
15.1. Условия излучения. Принцип предельного поглощения 221
15.2. Принцип Гюйгенса—Френеля ....... 224
15.3. Применение формулы Кирхгофа к расчету излучения из отверстия.......... 227
Глава шестнадцатая. Распространение электромагнитных волн в анизотропной среде....... 233
16.1. Постановка задачи '...... 233
16.2. Физический механизм анизотропии феррита. Уравнение Ландау—Лифшица........ 234
16.3. Тензор магнитной проницаемости феррита . . . 239
16.4. Уравнения Максвелла в анизотропной среде . . 242
16.5. Распространение электромагнитных волн в намагниченном феррите. Эффект Фарадея..... 243
Приложение. Выражение основных операций векторного
анализа в различных системах координат..... 247
Список литературы ............ 248
Предисловие
Настоящее учебное пособие охватывает первую часть курса «Электродинамика и распространение радиоволн», читаемого на радиотехнических факультетах высших учебных заведений. При написании книги автор использовал материал лекций, в течение ряда лет читавшихся им на радиотехническом факультете Московского ордена Ленина энергетического института. Учитывая специфику подготовки современного радиоинженера, автор сознательно уделил преимущественное внимание вопросам волновых свойств электромагнитного поля. При этом ряд других вопросов, например задачи электро- и магнитостатики, ранее по традиции входившие в курс «Теория электромагнитного поля», здесь практически не рассматриваются. Необходимость такого сокращения разделов курса диктуется требованием более подробного изучения быстропеременных волновых процессов в связи с их применением в современной технике.
При изложении всех разделов курса автор стремился использовать по возможности более простой математический аппарат для того, чтобы излишняя математическая сложность не затрудняла понимания физического смысла изучаемых явлений. Например, большинство рассматриваемых задач рашается не в обобщенных криволинейных, а в декартовых координатах.
Прикладная направленность курса нашла свое отражение в том, что большинство разделов сопровождается примерами, взятыми из радиотехнической практики.
Автор приносит благодарность своим коллегам — сотрудникам кафедры Теоретических основ радиотехники МЭИ, и в особенности докт. техн. наук, профессору Н. Н. Федорову за многочисленные и плодотворные дискуссии по вопросам, затронутым в настоящем пособии. На стадии окончательной работы над книгой автор с благодарностью воспользовался замечаниями и советами рецензентов —канд. техн. наук, доц. А. И. Поте-хина и коллектива кафедры радиофизики ЛПИ, возглавляемой докт. техн. наук, проф. М. И. Конторовичем.
Отзывы и замечания направлять по адресу: Москва, Главный почтамт, п/я 693, изд-во «Советское радио».
7
Цена: 150руб.
