Pola i fale elektromagnetyczne

W książce omówiono własności fal elektromagnetycznych, zagadnienia propagacji fal w różnych ośrodkach i na granicy dwóch ośrodków. Rozważono źródła pól elektromagnetycznych oraz własności tych pól w prowadnicach fazowych i rezonatorach. Wiele miejsca poświęcono też komputerowej analizie pól elektromagnetycznych. Liczne przykłady i interpretacje fizyczne wyjaśniają otrzymywane równania matematyczne. Autorzy starali się, aby ich podręcznik był użyteczny dla studentów różnych specjalności elektroniki, studiujących na podstawie różnych programów nauczania. Jest on przeznaczony dla studentów wydziałów elektroniki na kierunkach: elektronika i telekomunikacja.

Spis treści

PRZEDMOWA

WYKAZ WAŻNIEJSZYCH OZNACZEŃ

1. WSTĘP

1.1 Przedmiot rozważań
1.2 Podstawowe założenia i ograniczenia klasycznej teorii pola
1.3 Równania Maxwella
1.4 Wybrane interpretacje równań Maxwella
1.5 Rodzaje ośrodków
1.6 Rachunek symboliczny w zagadnieniach polowych
    Zadania

2. WŁASNOŚCI FALI PŁASKIEJ

2.1 Równania falowe w dielektryku idealnym i ich rozwiązania
2.2 Fala płaska w dielektryku stratnym
2.3 Polaryzacja fali
2.4 Fale w małostratnych ośrodkach rzeczywistych
2.5 Fale w przewodnikach rzeczywistych
    Zadania

3. ZALEŻNOŚCI ENERGETYCZNE W POLU ELEKTROMAGNETYCZNYM

3.1 Straty w polu elektromagnetycznym
3.2 Energia magazynowana w polach elektrycznym i magnetycznym
3.3. Twierdzenie Poyntinga w postaci rzeczywistej
3.4. Twierdzenie Poyntinga w postaci zespolonej
3.5. Własności tensorów
    Zadania

4. PROPAGACJA FAL W RÓŻNYCH OŚRODKACH

4.1. Propagacja fal płaskich w ośrodkach o anizotropii jednoosiowej
4.2. Fale w ośrodku żyrotropowym
4.3. Fale w gazie zjonizowanym
4.4. Własności plazmy w stałym polu magnetycznym
4.5. Prędkości fazowa i grupowa
4.6. Fale w ośrodkach niejednorodnych
4.7. Fale w ośrodkach nieliniowych
    Zadania

5. FALE NA GRANICY DWÓCH OŚRODKÓW

5.1 Uwagi wstępne
5.2. Warunki brzegowe dla pól elektromagnetycznych
5.3. Fala płaska padająca prostopadle na granicę dwóch ośrodków
5.4. Fala płaska padająca ukośnie na granicę dwóch ośrodków
5.5. Odbicia fal w warunkach rzeczywistych
    Zadania

6. POTENCJAŁY. ŹRÓDŁA I PROMIENIOWANIE FAL

6.1. Wstęp
6.2. Statyczne potencjały skalarne
6.3. Magnetyczny potencjał wektorowy
6.4. Potencjały pól zmiennych
6.5. Przybliżenie ąuasi-statyczne potencjałów pól zmiennych
6.6. Potencjały Hertza
6.7. Obliczanie pól w sąsiedztwie dipola Hertza
6.8. Podstawowe parametry anten
6.9. Układy anten dipolowych
    Zadania

7. FALE TEM W PROWADNICACH FALOWYCH

7.1. Uwagi wstępne. Rodzaje fal
7.2. Sprowadzenie równań Maxwella do dwuwymiarowego równania LapIace’a
7.3. Metody rozwiązywania równania Laplace’a (zagadnienie Dirichleta)
7.4. Parametry obwodowe linii TEM
7.5. Linie TEM o stratnych przewodach
7.6. Linie TEM o niejednorodnym dielektryku
7.7. Najczęściej stosowane linie TEM i ich własności
    Zadania

8. FALE ELEKTROMAGNETYCZNE W FALOWODACH

8.1. Ogólne własności fal w falowodach z przewodzącymi ściankami
8.2. Przykłady falowodów z przewodzącymi ściankami
8.3. Straty w falowodach z przewodzącymi ściankami
8.4. Niejednorodności w falowodach. Schematy zastępcze
8.5. Inne rodzaje falowodów
    Zadania

9. POLA W REZONATORACH

9.1. Wstęp
9.2. Ogólne własności pól w rezonatorach
9.3. Twierdzenie o perturbacji
9.4. Drgania wymuszone w rezonatorze
9.5. Schematy zastępcze rezonatora
9.6. Najczęściej stosowane typy rezonatorów
9.7. Inne typy rezonatorów
    Zadania

10. WYBRANE OGÓLNE WŁASNOŚCI PÓL ELEKTROMAGNETYCZNYCH

10.1. Jednoznaczność rozwiązań równań Maxwella
10.2. Równoważność rozwiązań równań Maxwella
10.3. Metoda odbić
10.4. Dualność rozwiązań równań Maxwella
10.5. Zasada Babineta
10.6. Twierdzenie Lorentza o wzajemności
10.7. Ogólna klasyfikacja problemów brzegowych
10.8. Funkcje Greena
    Zadania

11.KOMPUTEROWA ANALIZA ELEKTROMAGNETYCZNYCH

PROBLEMÓW BRZEGOWYCH

11.1. Metoda różnic skończonych
11.2. Metoda momentów i metoda elementu skończonego
11.3. Metody korzystające z funkcji Greena
11.4. Porównanie przedstawionych metod i zakresów ich zastosowań

Dodatek l Układ jednostek MKSA
Dodatek 2 Współrzędne krzywoliniowe
Dodatek 3 Wybrane zależności analizy wektorowej
Dodatek 4 Własności funkcji Bessela
Dodatek 5 Pola w falowodach prostokątnym i kołowym

ROZWIĄZANIA ZADAŃ

LITERATURA

SKOROWIDZ