Advanced Engineering Electromagnetics pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Balanis, Constantine A.

出品人:

页数:1018

译者:

出版时间:2012-1

价格:0

装帧:

isbn号码:9780470589489

丛书系列:

图书标签:

• 英文原版
• 工程电磁场最好的教科书
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• 电磁学
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• 高级工程电磁学
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• 微波
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• 数值电磁学

好的，这是一份关于《高级工程电磁学》（Advanced Engineering Electromagnetics）的图书简介，重点在于描述不包含该主题的工程电磁学内容，并详细阐述其涵盖的广阔领域。 --- 图书简介：深入解析基础与应用电磁学原理 面向对象： 本书专为对电磁场理论、波动传播、以及工程应用有扎实基础，并希望拓展知识边界的电气工程、物理学、通信工程、微波技术以及相关领域的高年级本科生、研究生及专业工程师设计。 本书聚焦： 本书摒弃了对极端复杂、前沿、高度专业化的“先进工程电磁学”分支（如数值方法的高级拓扑结构、超材料的理论极限分析、或与量子场论的直接关联）的深入探讨，而是将核心精力集中于构建一个坚实、全面且高度实用的基础电磁学框架，确保读者能够熟练运用经典麦克斯韦方程组解决实际工程问题。 第一部分：电磁场理论的坚实基础与数学工具 本部分旨在巩固和深化读者对电磁学基本定律的理解，重点在于从矢量微积分到偏微分方程的无缝过渡。 第1章：静电场与静磁场的再审视 我们不会止步于简单的点电荷和毕渥-萨伐尔定律的直接应用。本章将深入探讨边界条件在各种介质界面（包括非线性介质的初步讨论）上的精确数学表述，并详细解析亥姆霍兹方程在静场问题中的特定形式，例如在电介质填充的非均匀介质中的电位函数求解。我们将着重分析二维静场问题的分离变量法的全面应用，避免直接跳跃到复杂的有限元预处理技术。 第2章：麦克斯韦方程组的完备性与势函数 本章重点梳理麦克斯韦方程组在时域和频域中的张量形式和微分形式的等价性。我们将详尽推导载流导体在电磁场中运动时的洛伦兹力的完整表达式，并将其分解为电场力和磁场力的贡献。对于电磁势（标量势 $phi$ 和矢量势 $mathbf{A}$），我们将侧重于库仑规范（Coulomb Gauge）和洛伦兹规范（Lorentz Gauge）的选择如何影响场方程的求解路径，而非探讨如圈图规范（Light Cone Gauge）等在粒子物理中更常使用的先进规范。 第3章：电磁波的传播与导引 本部分是本书的基石之一。我们专注于平面波在理想介质、有损介质（特别是电介质和导体）中的传播特性。详细分析传播常数、特性阻抗、反射与透射（包括多层介质的史密斯圆图基础应用）。对于波导，本书将全面分析矩形波导和圆波导中的主模和较高阶模的截止频率、能量传输效率。我们强调对波导内场的矢量模式分解（TE、TM 模式的严格推导），但会适当地简化对非均匀结构或复合波导的分析难度。 第二部分：工程应用：辐射、耦合与测量 这一部分将理论知识直接转化为可计算和可测量的工程实体，侧重于传统天线理论和电磁兼容性（EMC）的初步分析。 第4章：辐射场理论与基本天线 本书将侧重于远场近似下的辐射问题。详细解析基本振子（如单位长度电流元、半波长偶极子）的辐射方向图、输入阻抗和有效面积的解析计算。我们将深入探讨线天线阵列的理论，侧重于相位控制和主瓣的指向性，如等间距线性阵列的阵因子分析。对于孔径天线，本书将着重分析矩形孔径的夫琅禾费衍射，及其与傅里叶变换的关系，避免深入探讨复杂的数值优化或超宽带辐射体的设计细节。 第5章：互易性、互耦与功率传输 本章阐述了电磁系统中的关键性能指标。互易性原理的严格证明及其在天线设计中的应用是核心内容。我们将详细讲解输入阻抗匹配的重要性，并使用史密斯圆图工具解决无损传输线上的阻抗匹配问题。在互耦方面，本书侧重于散射参数（S-参数）的定义、测量和在二端口网络中的应用，用于评估耦合强度，而非深入探讨高维 S 矩阵或多端口系统的复杂网络分析。 第6章：电磁兼容性（EMC）与屏蔽基础 本书将EMC视为一个系统层面的问题，而非纯粹的电磁场问题。我们关注静电放电（ESD）、电快速瞬变脉冲（EFT）等标准对设备的影响。对于屏蔽问题，本书将详细分析法拉第笼的原理，推导平面导体对平面波的反射损耗和再辐射损耗，并提供针对特定频率和材料的屏蔽效能（SE）的保守估算方法。我们着重于工程实践中的布局、滤波和接地策略，而非涉及高频电路的电磁耦合的迭代数值模拟。 第三部分：场与物质的相互作用（传统视角） 本部分涵盖了电磁场在工程材料中的行为，侧重于宏观可测量的效应。 第7章：电磁波在介质中的吸收与散射 本章详细分析了波在导体和损耗介质中的衰减机制（如集肤深度 $delta$）。我们将推导平均坡印廷矢量在非磁性、非导电介质中的能量流密度。在散射方面，本书侧重于瑞利散射和米氏散射的经典理论框架，用于解释小颗粒或大颗粒对入射波的响应，并提供相应的几何光学近似。我们侧重于理解物理现象，而非复杂的逆散射重建算法。 第8章：静态与低频下的电磁学在工程中的体现 本章将电磁理论应用于电机、变压器和电磁感应加热等低频应用。我们将重点分析涡流效应对导体加热和电感值的影响，并利用磁标量势分析复杂磁路中的磁通分布。对于电机设计，我们将讨论等效电路模型的建立，而不是深入探讨有限元方法在精确计算磁滞回线或复杂转子动态响应中的高级应用。 --- 总结： 本书提供了一个严谨且实用的电磁学工程工具箱。它避免了对非线性场论、拓扑绝缘体、电磁拓扑学、或涉及高级量子电动力学的极前沿研究的探讨。相反，它确保读者能够熟练掌握麦克斯韦方程组的解析解、经典天线理论的计算方法、以及解决工程中常见电磁耦合和传播问题的基础技能。阅读完本书，您将具备解决绝大多数传统电气工程和通信领域电磁问题的信心和能力。

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这本书的编写风格让我觉得作者非常了解读者的困惑和需求。它不像许多枯燥的技术手册，而更像是一位经验丰富的导师，耐心地引导你一步步走向深入。我非常喜欢它对各种电磁现象进行情景化分析的方式，例如在讲解天线辐射时，会详细分析不同天线结构如何影响辐射方向图和增益，以及这些参数如何影响实际的通信系统性能。书中对电磁场和电磁波相互作用的生动描述，让我对那些抽象的数学公式有了更直观的感受。它还巧妙地穿插了许多实际工程中的例子，让我能够看到理论知识是如何在实际中得到应用的，例如在电磁屏蔽、电磁兼容设计以及医学成像等领域。这本书的价值在于它能够帮助读者建立起一套完整的电磁学知识体系，并且能够将其灵活地应用于解决各种工程问题。

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这本书简直是为那些想要深入理解电磁学核心原理的工程师量身打造的。它没有停留在基础概念的堆砌，而是直击那些让许多人在面对实际工程问题时感到棘手的环节。我尤其欣赏作者在处理边界条件和材料特性时那种严谨的逻辑推导，清晰地展示了理论是如何应用于塑造复杂电磁环境的关键。书中对麦克斯韦方程组的深刻剖析，以及如何将其转化为可求解的模型，让我对射频、微波工程以及天线设计等领域有了更宏观和细致的认识。它不是一本翻翻就能掌握的书，需要读者投入大量的时间和精力去消化吸收，但这种深入的钻研带来的回报是巨大的。如果你对电磁波的传播、辐射以及它们与物质相互作用的细微之处感到好奇，并且不满足于表面的理解，那么这本书无疑是你在工程实践中不可或缺的利器。它提供了一个扎实的理论框架，让你能够自信地分析和解决实际工程中的挑战，而不是仅仅依赖于仿真工具的“黑箱”。

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从一个渴望突破瓶颈的研究生的角度来看，这本书提供的不仅仅是知识，更是一种视野的拓展。它不回避那些令人望而生畏的高级主题，反而以一种循序渐进的方式，带领读者一步步深入探索电磁学的前沿领域。我尤其对书中关于复杂散射体电磁散射的分析方法印象深刻，这对于雷达散射截面（RCS）的计算和目标探测等应用至关重要。作者在处理多极展开、格林函数以及瑞利散射等概念时，逻辑清晰，推导严谨，使得原本复杂的理论变得易于理解。更重要的是，这本书鼓励读者去思考电磁波在各种极端条件下的表现，例如在高频下的集肤效应、在非均匀介质中的传播等，这些都是理解高性能电磁器件设计的基础。它是一本能够激发我进一步研究欲望的书，让我看到了电磁学在现代科技，如通信、传感、成像等领域巨大的潜力和挑战。

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对于我来说，这本书最大的亮点在于它如何将高度抽象的数学工具与实际的工程应用巧妙地联系起来。它不像一些教材那样，将数学推导孤立出来，而是不断地引导读者思考这些数学公式背后所代表的物理意义，以及它们在解决诸如电磁兼容性（EMC）、信号完整性（SI）等工程问题时的实际作用。书中对不同材料在电磁场中的行为分析，以及如何根据材料特性选择合适的分析方法，给我留下了深刻的印象。例如，作者在介绍损耗性介质时，详细解释了阻抗匹配和反射损失的计算，这对于射频电路设计和传输线理论的理解至关重要。此外，书中对数值方法的引入，如有限元法（FEM）和有限差分时域法（FDTD）的介绍，也让我看到了如何将复杂的物理问题转化为计算机可以求解的模型，为解决现实世界中那些解析解难以获得的复杂问题提供了思路。这本书的深度和广度都令人称赞，它不仅仅是传授知识，更是在培养一种解决问题的思维方式。

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这本书的挑战性是毋庸置疑的，但正是这种挑战性，让我在阅读过程中获得了前所未有的满足感。它迫使我不断地思考，不断地推导，不断地将新的概念与我已有的知识体系进行整合。我特别欣赏书中对于一些经典问题的深入剖析，例如电磁场的边界条件在不同介质界面上的处理，以及如何利用这些条件来求解实际问题。书中对矢量分析和微分方程的熟练运用，让我看到了数学工具在解决物理问题中的强大力量。它不仅仅是一本教科书，更像是一本能够激发学习兴趣的“思想实验”手册。每一次读完一个章节，我都会感觉自己在对电磁世界的理解上又迈进了一大步。这本书的价值在于它能够培养读者独立思考和解决问题的能力，这对于任何一个在工程领域追求卓越的人来说，都是至关重要的。

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这本书是工程电磁场最好的教科书，非常详尽，物理图像也比较清晰。

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