Баскаков С.И. Основы электродинамики (1973)

С. И. БАСКАКОВ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОДИНАМИКИ Допусцено Министерством высшего и среднего специильного образование СССР в качестве учебного пособия для студентов радиотехнических специальностей вузов Москва «Советское радио» 197д 6Ф2 627 УДК 62!.37 баскаков С. И. Излагаются основы теории электромагнетязма, теория лняпп! передачи объемных резонаторов. Рассматриваются запани возбуждения электромагнитнык валя, прнядичы анализа аамепляющих систем.

электродиаамнка аннзотропных сред. Кроме студентов пособие может быть полезным для спепиалистав, работающих в области техники свч. 0341 — 032 046(0!) — 73 6Ф2 Рецензенты: кафедра радиофизики Ленинградского политехнического института; канд, техн. наук, доц. А. И. Потехин. СВЯТОСЛАВ ИВАГ!ОВИЧ БАСКАКОВ осноны Влвктродиндмики Релактор И. И. Гинзбург Художс твсиный редакзор 3. В. Вендрова Художник Б. К. Шаповалов Технический релактор А.

А. Белоус Корректор 3. Г. Галушкина Сдано в язбор 21/Х1 1972 г. Падписагю в печать 1/П 1973 г. Т-00433 Формат 34Х!03/з, Бумага типографская И. 2 Объем 13,02 уел. п, л., 11,970 уч.-пад. л. Тираж 30 000 вкз. Звк. 1443 Цена 34 коп. Издательство .Советское радио', Москва, Главпочтамт, и/я. 093. Московская типография № 10 «Со!озполиграфпромаз при Государственном Комитете Совета Министров СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговлб.

Москва, М-114, Шлюзовав наб., 10. 2727 «Основы электродинамики». Учебное пособие для вузов. М., «Сов. радио», 1973. 248 с, с нл. ОглАВЛВГ!ИВ 1.1. Электромагнитное поле 1.2, Плотность тока проводимости. Диффс1пнциальная форма закона Ома !.3. Закон сохранения заряда 1.4. Закон Гаусса 1.5. Закон неразрывности магнитг~!ях силовых линий . 1.6. Закон полного тока, 1.7.

Ток смещения !.8. Закон электромагнитной индукции 1.9. Материалькыс уравнения электромагнитного поля 1.1О. Полярпзационные и сторонние токи 1.!1. Сводка уравнений Максвелла 1.12. Уравнения Максвелла для монохроматичсских колебаний. Комплекспыс амплитуды полей 1.13. Комплексная диэлектрическая пронипаемость. Угол диэлектрических потерь !.14.

Уравнения Гельмгольца. Волновой характер электромагнитного поля 1.15. Энергетические соотношения в электромагнитном поле. Теорема Пойнтинга 1! 14 !5 16 18 20 21 22 31 32 33 36 37 39 46 46 Г л а в а в т о р а я Плоские электромагнитные волны 2.1. Общие свойства волновых процессов 2.2. Однородная плоская электромагнитная волва с линейной поляризацией 2.3. Фазовая скорость п постоянная за гуханпя плоских волн 2.4. Плоские электромагнитные волны в хорошо проводящих средах 2.5. Плоские электромагнитные полны с вращающейся поляризацией 2.6. Плоскис волны, распространяющиеся в произвольном направлении 50 53 55 57 59 Г л а в а т р е т ь я. Граничные условия для векторов элентромагнитного поля 3.!. Постановка задачи 3.2.

Грани шыс условия для магнитного поля . 3.3. Граничные условия для электрического поля 3.4. Граничные условия для щих магнитного поля 6! нормальных составляющих 62 нормальных составлякицих 63 тангеициальных составляю- 64 Предисловие Г л а в а п е р в а я Основные положения теории электромаг- нетнзма 3.5 Граничные условия для таигенциальных составляю. ших электрического поля Г л а в а ч е т в е р т а я. Падение плоских электромагнитных волн на границу раздела двух сред 4.1. Нормальное пзденис плоской электромаггпмной водны на идеально проводящую плоскость 4.2. Нормальное падение плоской электромагнитной волны на диэлектрическое полупространство 4.3.

К вопросу о создании нсотражаюших сред 4.4, Падение плоской злекгромагнитной волны на диэлектрическое полупространстао под произвольным углом 4.5. Угол Брюстера 46. Полное внутреннее отражение 4.7. Приближенные граничные условия Леонтовича Гл а в а п я т а я. Направляемые электромагнитные волны Волны между двумя проводящими плоскостями 5.1. Падение плоской волны с параллельной поляризацией 5.2. Падение плоской волны с перпендикулярной поляризацией 5.3. Классификация направляемых волн 5.4.

Фазовая скорость направлясмых волн 5.5. Типы волн в волноводах 5.6. Критическая длина волны 5.7. Связь между продольными и поперечными составляющими поля направляемых волн Г л а в а ш е с т а я Прямоугольный металлический волнавод 6.1. Постановка задачи 6.2. Волны типа Е в прямоугольном волноводс 63. Вы'желание критической длины волны и длины волны в волноводс 6.4. Волны тяпа Н в прямоугольном волноводе 6.5. Волна типа Н~а 6.6. Основы применения прямоугольных волноводов 6.7. Характеристические сопротивления волноводов 6.8. Мощность, переносимая по прямоугольному волноводу колебанием типа Нго Гл а в а с е д ь м а я.

Круглый металлический волновод 7.1. Постановка задачи 7.2. Волны типа Е в круглом волноводе 7.3. Волны типа Н в круглом волноводс 7.4. Применение круглых волноводов Гл а на зоська я. Линни передачи с волнами ТЕМ 81. Некоторыс общие характеристики волн ТЕМ в линиях передачи 8.2, Напряжение н разность потснциалон в теории линий передачи 8.3.

Коаксиальная линия передачи 8.4. Волновое сопротивление 8,5. Некоторыс применения коаксиальных линий передачи 8.6. Полосковые линии передачи 69 70 73 74 79 81 83 85 85 88 88 89 92 93 95 98 98 99 106 108 111 116 !21 123 125 125 128 134 138 141 141 !42 144 147 148 148 Гл а за дев я та я. Затухание волн в полых металлических волноводах 9.1. Источгшки потерь в волноводах 9.2. Способ учета затухания в волноводах . 9.3. Общие выражения для постоянной затухания 9.4.

Анализ некоторых частных случаев Г л а в а д е с я т а я, Групповая скорость волн в волноводах 10.1. Постановка задачи 10.2. Группы волн и групповая скорость 10.3. Групцоваи скорость в металлических волноводах Г л а в а о д и н н а д ц а т а я Поверхностные электромагнитные волны и замедляющие структуры П.1. Спиральный волиовод П.2. Замедление элехтромагнитных волн диэлектрической пластиной. Поверхностные волны 11.3.

Некоторые другие типы замедляюптих структур и их применение Г л а в а д в е н а д ц а т а я, Колебательные системы СВЧ Объемные резонаторы 12.1. Эволюция электромагнитных колебательных систем при повышении рабочей частоты 12.2. Объемный резонатор, обоазованный отрезком прямоугольного волновода 12.3.

Общая задача о колебаниях в прямоугольном резонаторе. Классификация типов колебаний 12.4. Круглые объемные резонаторы 12,5. Некоторые способы возбуждения и включения объемных резонаторов !2.6. Добротность объемных резонаторов 12.7. Некоторые другие типы объемных резонаторов . 12.8. Общая постановка задачи о колебаниях в объемном резонаторе Г л а в а т р и н а д ц а т а я. Решение неоднородных уравнений Максвелла.

Электрический векторный потенциал 13.1. Постановка задачи . 13.2. Векторный н скалярный потенциалы электромагнитного поля 13.3. Калибровка потенциалов. Неоднородное уравнение Гельмгольца . 13.4. Решение неоднородного уравнения Гельмгольца . Г л а в а ч е т ы р н а д ц а т а я. Элементарные излучатели .

14.1. Элементарный электрический излучатель 14.2. Векторный электрический потенциал для элементарного электрического излучателя 14.3. Составляющие электромагнитного поля 14.4. Ближняя и дальняя зоны элементарного электриче. ского излучателя 14.5. Диаграмма направленности элементарного электрического излучателя 150 150 151 152 154 160 160 160 163 167 167 169 171 180 180 !83 187 190 192 !94 !97 199 20! 20! 202 203 204 206 207 208 209 211 5 233 233 243 !4,6.

Вычисление излученной мощности. Сопротивление излучения . . . . . . , . . . . , 213 14.7. Понятие о магнитном токе . . . . , , . 2!5 14.8. Принцип перестановочной двойственности . 2!6 14сд Элементарный щелевой излучатель . . . . . 217 Г л а в а п я т н а д ц а т а я.

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 Кпрхгофа к расчету излучения из отверстия Г л а в а ш с с т ц а д ц а т а я. Распространение электромагнитных волн в анизотропной среде 16.1. Постановка задачи, 16.2. Физический механизм аппзотропни феррита. Уравнение Ландау — Лифшица 16.3.

Танзер магнитной проницаемости феррита !6.4, Уравнения Максвелла в анизотропной среде 16.5. Распространение электромагнитных волн в намагниченном феррите. Эффект Фарадея П р и л о ж е н и е. Выражение основных операций некторного анализа в различных снстсмах координат Список литературы Предисловие Настоящее учебное пособие охватывает первую часть курса «Электродипамика 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 быстроперемснпых 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, большинства 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.