Podstawy teorii pola elektromagnetycznego. Część II Fale elektromagnetyczne

Podręcznik opracowano na podstawie wykładów z Teorii pola elektromagnetycznego prowadzonych przez autora na Wydziale Elektroniki Politechniki Wrocławskiej. Podręcznik został przystosowany do nowego programu studiów obowiązującego od 2007 roku dla przedmiotu Podstawy teorii pola elektromagnetycznego.
Jest to pierwszy z serii trzech podręczników zaplanowanych przez autora do nowego przedmiotu Podstawy teorii pola elektromagnetycznego. Zawiera materiał uzupełniający do części II wykładu i stąd podtytuł podręcznika: część II Fale elektromagnetyczne.
W podręczniku omówiono takie zagadnienia, jak:
•    równania Maxwella,
•    fala płaska,
•    odbicie i załamanie fali płaskiej,
•    promieniowanie i anteny,
•    fale TEM,
•    falowody.
Omówiono szczegółowo pojęcia matematyczne stosowane w podręczniku (rozdz. 1). Opracowany wstęp matematyczny jest podyktowany obowiązującym programem wy¬kładów z matematyki, aby zapewnić dobre przygotowanie studentów do wykładów i ćwiczeń z teorii pola. Szczegółowo wyjaśniono stosowane metody matematyczne, nie rezygnując przy tym z kilku wyprowadzeń. Zdaniem autora umożliwia to czytelnikowi lepiej zrozumieć końcowe wzory i wynikające z nich wnioski.
Podręcznik jest przeznaczony przede wszystkim dla studentów wydziału elektroniki wyższych uczelni technicznych studiów inżynierskich, zarówno dziennych, jak i zaocznych. Może być również pomocny dla studentów wydziału elektrycznego i innych pokrewnych wydziałów. Jest dobrym punktem wyjścia do wykładów z techniki mikrofalowej, anten i propagacji fal elektromagnetycznych oraz techniki światłowodowej.

SPIS TREŚCI
Od Autora    
Wykaz ważniejszych oznaczeń    
Wstęp    
1. Pola wektorowe sił    
1.1.    Wprowadzenie    
1.2.    Źródła pola wektorowego     
1.3.    Wiry pola wektorowego    
1.4.    Twierdzenie o jednoznaczności     
1.5.    Pochodna wektora    
1.6.    Symbolika Hamiltona. Tożsamości    
1.7.    Wektor harmoniczny i jego postać zespolona    
1.8.    Funkcje Bessela 
 
2. Równania Maxwella     
2.1.    Właściwości elektryczne i magnetyczne ośrodków materialnych    
2.2.    Podstawowe równania pola elektromagnetycznego    
2.3.    Hipoteza Maxwella    
2.4.    Równania Maxwella. Energia pola elektromagnetycznego    
2.5.    Postać równań Maxwella dla pól stacjonarnych     
2.6.    Warunki graniczne dla wektorów pola elektromagnetycznego    
2.7.    Twierdzenie Poyntinga     
2.8.    Równania Maxwella w postaci zespolonej     
2.9.    Przenikalności zespolone    
2.10.    Twierdzenie o jednoznaczności rozwiązań równań Maxwella   

3.    Fala plaska     
3.1.    Wprowadzenie    
3.2.    Równania falowe Helmholtza    
3.3.    Rozwiązanie równań falowych     
3.4.    Struktura jednorodnej fali płaskiej    
3.5.    Polaryzacja fali płaskiej     
3.6.    Parametry jednorodnej fali płaskiej    
3.7.    Rozchodzenie się jednorodnej fali płaskiej w różnych ośrodkach     
3.8.    Transport energii przez jednorodną falę płaską w ośrodku bezstratnym

4.    Odbicie i załamanie fali płaskiej    
4.1.    Założenia wyjściowe    
4.2.    Właściwości fali odbitej    
4.3.    Właściwości fali wnikającej do ośrodka drugiego     
4.3.1.    Właściwości fali wnikającej do bezstratnego dielektryka    
4.3.2.    Właściwości fali wnikającej do ośrodka stratnego     
4.4.    Amplitudowe współczynniki odbicia i załamania    
4.4.1.    Polaryzacja prostopadła    
4.4.2.    Polaryzacja równoległa    
4.5.    Odbicie i załamanie jednorodnej fali płaskiej na granicy z ośrodkiem przewodzącym ..
4.5.1.    Polaryzacja prostopadła    
4.5.2.    Polaryzacja równoległa    
4.6.    Energetyczne współczynniki odbicia i wnikania 
  
5.    Potencjały elektrodynamiczne    
5.1.    Definicje potencjałów. Wieloznaczność     '.    ;    
5.2.    Wyprowadzenie równań różniczkowych dla potencjałów    
5.3.    Rozwiązanie ogólne równań dla potencjałów elektrodynamicznych    
5.4.    Potencjał pola statycznego i pola zmiennego    
5.5.    Zagadnienie kwazistacjonarności    
5.6.    Potencjały Hertza   

6.    Promieniowanie i anteny    
6.1.    Dipol Hertza    
6.1.1.    Pojęcie dipola Hertza    
6.1.2.    Pole elektromagnetyczne w dowolnej odległości od dipola Hertza    
6.1.3.    Obszar bliski promieniowania dipola Hertza    
6.1.4.    Obszar daleki promieniowania dipola Hertza    
6.1.5.    Moc promieniowana przez dipol Hertza    
6.1.6.    Charakterystyka kierunkowa promieniowania dipola Hertza     
6.2.    Kołowa antena ramowa    
6.3.    Anteny liniowe    
6.4.    Podstawowe wielkości opisujące właściwości anten    
6.4.1.    Rezystancja promieniowania    
6.4.2.    Zysk kierunkowy anteny    
6.4.3.    Długość skuteczna anteny    
6.5.    Antena nad płaską powierzchnią Ziemi     
6.6.    Układy anten    
6.7.    Zasada wzajemności
   
7.    Tory przesyłowe. Fale TEM    
7.1.    Rodzaje fal elektromagnetycznych    
7.2.    Poprzeczna fala elektromagnetyczna TEM    
7.3.    Fale TEM w linii współosiowej ze stratnym dielektrykiem    
7.4.    Fale TEM w linii współosiowej o stratnych przewodach    
7.5.    Podsumowanie 
 
8.    Falowody    
8.1.    Wprowadzenie    ...
8.2.    Właściwości fal elektrycznych w falowodzie o dowolnym kształcie przekroju poprzecznego
8.3.    Właściwości fal magnetycznych w falowodzie o dowolnym kształcie przekroju poprzecznego
8.4.    Fale elektromagnetyczne w falowodzie prostokątnym     
8.5.    Fale elektromagnetyczne w falowodzie kołowym     
8.6.    Linia współosiowa    
8.7.    Prostopadłościenny rezonator wnękowy    
Literatura