Integral Methods in Low-Frequency Electromagnetics pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Dolezel, I./ Karban, P./ Solin, P.

出品人:

页数:388

译者:

出版时间:2009-7

价格:846.00元

装帧:

isbn号码:9780470195505

丛书系列:

图书标签:

• Electromagnetics
• Integral Equations
• Low Frequency
• Numerical Methods
• Computational Electromagnetics
• Boundary Element Method
• Method of Moments
• Antennas
• Scattering
• Wave Propagation

《傅里叶分析及其在工程中的应用》 内容梗概： 本书深入探讨了傅里叶分析的理论基础及其在现代工程领域中的广泛应用。全书共分为十五章，系统地阐述了傅里叶级数、傅里叶变换、拉普拉斯变换、Z变换等核心概念，并详细介绍了它们在信号处理、通信系统、图像处理、控制理论以及偏微分方程求解等多个工程学科中的实际应用。 详细章节介绍： 第一部分：傅里叶分析的理论基础 第一章：傅里叶级数简介 本章将从周期函数出发，引入傅里叶级数的概念，解释如何将一个周期函数分解为一系列正弦和余弦函数的和。我们将推导傅里叶系数的计算公式，并讨论傅里叶级数的收敛性问题，包括逐点收敛、积分平方收敛和一致收敛。此外，还将介绍三角形式和复指数形式的傅里叶级数，以及它们之间的转换。 第二章：非周期函数的傅里叶变换 本章将非周期函数视为周期无限大的周期函数，从而自然地过渡到傅里叶变换的概念。我们将详细推导傅里叶变换和傅里叶逆变换的定义式，并探讨傅里叶变换的性质，如线性性质、时移性质、频移性质、卷积性质、微分性质和积分性质。此外，还将介绍一些常见函数的傅里叶变换对，为后续的分析奠定基础。 第三章：傅里叶变换的性质与应用 本章将进一步深入探讨傅里叶变换的强大应用。我们将重点介绍帕塞瓦尔定理（能量守恒原理）及其在信号能量和功率分析中的作用。此外，还将讨论傅里叶变换在求解线性常微分方程和偏微分方程中的应用，通过将方程变换到频域，简化求解过程。 第四章：傅里叶变换的收敛性与存在性 本章将关注傅里叶变换的数学严谨性。我们将介绍狄利克雷条件，以及满足这些条件时傅里叶变换的存在性和收敛性。此外，还将探讨一些特殊情况，如分布的傅里叶变换，为更复杂的信号分析提供理论支持。 第二部分：傅里叶分析在信号处理中的应用 第五章：滤波器设计与分析 本章将详细介绍傅里叶分析在滤波器设计中的核心作用。我们将讲解低通、高通、带通和带阻滤波器的频率响应特性，并介绍如何利用傅里叶变换来设计理想滤波器和实际滤波器。我们将分析滤波器的幅度响应、相位响应和瞬态响应，以及它们对信号的影响。 第六章：采样理论与重构 本章将深入研究信号处理中的关键概念——采样。我们将详细阐述奈奎斯特-香农采样定理，解释采样频率与信号最高频率之间的关系，以及欠采样可能导致的混叠现象。本章还将介绍不同类型的插值方法，如零阶保持、一阶保持和 sinc 插值，用于从离散样本重构原始连续信号。 第七章：调制与解调技术 本章将探讨傅里叶分析在通信系统中的应用，特别是调制与解调技术。我们将介绍幅度调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）的基本原理，并分析它们的频域特性。此外，还将讨论相干解调和非相干解调方法，以及它们在恢复原始信息中的作用。 第八章：频谱分析与噪声抑制 本章将介绍如何利用傅里叶变换进行频谱分析，从而了解信号的频率成分和能量分布。我们将讨论功率谱密度（PSD）的概念，并介绍如何在频域中识别和分析噪声。本章还将介绍一些常用的噪声抑制技术，如带通滤波和陷波滤波，以及它们在提高信号质量中的效果。 第三部分：傅里叶分析在其他工程领域的应用 第九章：拉普拉斯变换及其应用 本章将引入拉普拉斯变换，将其视为傅里叶变换在处理更广泛函数（包括不确定性函数）上的扩展。我们将推导拉普拉斯变换和拉普拉斯逆变换的定义式，并重点介绍其性质，如线性性质、时移性质、积分性质和微分性质。本章将详细展示拉普拉斯变换在求解线性常系数微分方程、分析电路和系统的瞬态响应以及研究系统稳定性方面的强大能力。 第十章：Z变换及其在离散时间系统中的应用 本章将聚焦于离散时间信号和系统，引入Z变换。我们将推导Z变换和Z逆变换的定义式，并深入研究其性质，包括线性性质、时移性质、卷积性质和收敛域（ROC）。本章将重点阐述Z变换在分析离散时间系统（如数字滤波器）的频率响应、稳定性以及求解线性常系数差分方程中的关键作用。 第十一章：傅里叶分析在图像处理中的应用 本章将把傅里叶分析的强大工具应用于二维图像处理。我们将介绍二维傅里叶变换，并阐述其在图像的频率域表示中的意义，例如高频成分对应边缘和细节，低频成分对应平滑区域。本章将重点介绍傅里叶变换在图像滤波（如模糊、锐化）、图像压缩（如JPEG压缩的原理）和图像增强等方面的具体应用。 第十二章：傅里叶分析在控制理论中的应用 本章将探讨傅里叶分析在现代控制系统设计中的作用。我们将介绍如何利用傅里叶变换分析系统的频率响应，包括伯德图（Bode plot）的绘制和解读，以评估系统的稳定性和动态性能。本章还将讨论如何利用傅里叶分析来设计控制器，例如PID控制器，以实现期望的系统性能。 第十三章：傅里叶分析在偏微分方程中的应用 本章将进一步拓展傅里叶分析在求解复杂数学问题中的应用。我们将重点介绍利用傅里叶变换或傅里叶级数来求解诸如热传导方程、波动方程和拉普拉斯方程等重要的偏微分方程。本章将详细展示如何通过将偏微分方程变换到频域，将其转化为更易于处理的常微分方程或代数方程，从而得到原方程的解。 第十四章：傅里叶分析的数值实现 本章将关注傅里叶分析的实际计算方法。我们将介绍快速傅里叶变换（FFT）算法，解释其高效的计算原理，并讨论离散傅里叶变换（DFT）与连续傅里叶变换之间的关系。本章还将涉及在实际工程中应用FFT时可能遇到的问题，如截断误差和周期卷积。 第十五章：高级主题与未来展望 本章将对傅里叶分析的一些更高级的主题进行简要介绍，例如小波分析（Wavelet analysis）及其与傅里叶分析的比较，以及它们在处理非平稳信号和局部化分析方面的优势。本章还将对傅里叶分析在不断发展的工程领域中的未来发展方向进行展望，包括其在机器学习、大数据分析以及其他新兴技术中的潜在应用。 本书力求理论与实践相结合，通过丰富的例题和实例，帮助读者理解傅里叶分析的核心概念，并掌握其在各个工程领域中的实际应用技巧。本书适合高等院校理工科专业本科生、研究生以及从事相关工程技术工作的工程师和研究人员阅读。

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第五段评价： 这本书的“时代感”是显而易见的，这种时代感不仅仅体现在装帧上，更渗透在作者对“低频”这个概念的理解和侧重上。全书的论证重心明显偏向于那些可以用经典波动理论的低波数近似来处理的场景，比如大地电流感应、大型结构物的静磁场分析等。对于当前工程领域日益关注的太赫兹波段（尽管严格来说已经不是传统意义上的低频）或者涉及高度非线性介质的动态响应，书中几乎没有涉猎。这使得这本书在面对一些前沿的、跨学科的研究课题时，显得有些力不从心。我曾试图寻找关于“超材料在低频屏蔽中的应用”的理论基础，结果发现书中提供的背景知识只能支撑到传统介质的范畴。因此，对于希望将传统电磁学理论嫁接到新兴材料科学或微纳尺度效应上的读者来说，这本书更多地是提供了一个坚实的“地基”，而不是“上层建筑”的设计图纸。它是一部稳健的基石，而非紧跟潮流的先锋。

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第三段评价： 从技术深度和覆盖的广度来看，这本书无疑是业界的一个里程碑式的作品。它在处理低频电磁问题时所采用的数学框架，尤其是在电磁散射和辐射抑制这两个子领域，展现了令人惊叹的体系性。我特别欣赏作者对格林函数在特定几何结构中展开方法的详尽论述，那些涉及到圆柱坐标系和球坐标系下解的解析构造，简直是教科书级别的典范。然而，这种深度也带来了对现代计算工具的“疏离感”。书中几乎完全没有提及任何数值方法，比如有限元法（FEM）或矩量法（MoM）在实际应用中的迭代求解过程。所有的论证都停留在解析解的可行性阶段。这意味着，当你试图将书中学到的理论应用于一个不规则的、现实世界中的复杂结构时，你必须自行搭建起一个完整的数值计算流程，这本书本身提供的“桥梁”相对较少。它教会你如何“思考”问题，但没有直接教你如何“解决”具有实际参数输入的工程问题。

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第四段评价： 这本书的索引和目录结构，如果用一个词来形容，那就是“经典但缺乏现代化导航”。目录的层级划分清晰，章节标题明确指向了核心的数学工具，比如“拉普拉斯算子在边界条件下的特征值问题”这一类的标题，结构感非常强。但是，当我试图快速定位到某个特定的物理现象——比如“近场耦合分析”时，我发现这个词条分散在好几个不同的章节之下，并没有一个统一的专题来集中讨论。更让人感到不便的是，书中很多重要的推导过程，其引用和交叉参考往往是基于页码而非章节号，这在翻阅过程中非常考验读者的记忆力或者耐心。如果你习惯于在电子书版本中利用超链接快速跳转到相关的脚注或公式证明，这本书的物理实体版本在这方面的体验是相当原始的。它更像是一部需要你从头到尾、按部就班阅读的线性文本，而不是一本可以进行碎片化学习的参考手册。

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第一段评价： 这本书的装帧设计，说实话，相当地朴实无华，封面那种深沉的蓝色调，配上略显陈旧的字体，初次拿到手里，感觉像是捧着一本上世纪八十年代的工程手册。内页的纸张质地也偏向那种哑光的、吸收光线的设计，这对于长时间阅读复杂的数学公式来说，其实是个福音，至少不会像那些亮面的纸张一样，在灯光下反光刺眼。但内容排版上，就显得有些拥挤了。作者似乎对版面留白不甚在意，导致大段的文字和密集的图表挤在一起，特别是当涉及到高阶的傅里叶变换或贝塞尔函数的展开时，那一串串上下标和希腊字母混杂在一起，眼睛真的需要频繁地拉伸焦距。我个人习惯在阅读技术书籍时做大量的批注，但这本书的页边距实在太窄了，我的笔尖常常会触碰到正文的边缘，有点妨碍思考的流畅性。当然，如果纯粹从物理载体的角度评价，它结实耐用，能禁得起反复翻阅和咖啡渍的考验，但如果期待的是现代出版物的优雅体验，那这份“工程感”可能会让人略感失望。它更像是一个工具，而不是一件可以把玩的艺术品。

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第二段评价： 这本书的叙事节奏，坦白讲，对于初学者来说，简直就是一场陡峭的攀登。作者的行文风格极其精炼，仿佛每句话都经过了严格的密度筛选，不容许有任何冗余的、用于“引导”读者的过渡性语句。开篇几章就直接切入了电磁场的边界条件和麦克斯韦方程组的复数形式，对于那些没有扎实微积分和线性代数背景的读者，读起来会感到窒息。我花了整整一个下午，才勉强理解了其中关于“散度定理在非均匀介质中的应用”那一段的推导过程。更让我感到吃力的是，作者极少使用形象的比喻来解释抽象的概念，比如“积分方程的收敛性”这类核心议题，完全依赖于纯粹的数学论证，这使得我们必须在脑海中构建起三维的物理模型，同时处理复杂的积分核函数，考验的是读者的心智负荷能力。这无疑是一部写给领域内资深研究人员的参考书，它假设读者已经完全掌握了基础物理学的知识体系，并且习惯于这种高度抽象化的表达方式。如果你想从中找到那些“一分钟理解电磁场”的捷径，那你注定会失望。

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