导波原理与方法

导波原理与方法 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:
作者:张雪霞
出品人:
页数:281
译者:
出版时间:2009-1
价格:29.00元
装帧:
isbn号码:9787302183259
丛书系列:
图书标签:
  • 导波
  • 光纤
  • 微波
  • 电磁场
  • 传输线
  • 散射
  • 辐射
  • 数值方法
  • 天线
  • 毫米波
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具体描述

《导波原理与方法》从理论角度分析了在金属、介质或金属和介质混合的系统中电磁波的传播、激励、散射等问题,指出了解介质边界条件的电磁问题与解导体边界条件的不同之处。除一些经典的基本原理外,作者参阅及收集了散落在不同的专业书籍和期刊中的近代发展起来的有关内容,包括作者本人的工作,经分析、整理、加工后写入《导波原理与方法》。

好的,这是一本关于“电磁场理论与应用”的图书简介,旨在涵盖该领域的核心概念和前沿进展,与您提及的“导波原理与方法”有明显区别,侧重于更广泛的电磁现象和工程实践。 --- 《电磁场理论与工程应用:从麦克斯韦方程到现代通信》 图书简介 核心理念与定位: 本书旨在构建一个全面、深入且高度实用的电磁场理论知识体系,连接从最基础的麦克斯韦方程组到现代工程应用中的复杂电磁现象。它不仅是高等院校电子工程、物理学、通信工程等专业师生的标准教材,更是致力于理解和解决实际电磁问题的工程师和研究人员的案头必备参考书。本书的独特之处在于,它不仅严谨地推导了理论基础,更着重于将这些抽象的数学描述转化为可操作的工程设计工具。 第一部分:理论基石——麦克斯韦方程组的深刻解读 本书的起点是电磁场的统一描述——麦克斯韦方程组。我们超越了简单的形式展示,深入剖析了四个基本方程在不同介质(静电场、静磁场、时变场)中的物理意义、数学特性以及它们之间的内在联系。 静电场与静磁场: 详细介绍了库仑定律和毕奥-萨伐尔定律,并侧重于场论工具的应用,如格林函数法、分离变量法等,用于求解复杂几何结构下的电位和磁位分布。特别强调了边界条件在电磁问题求解中的决定性作用。 时变场与电磁波的起源: 深入探讨了法拉第电磁感应定律和麦克斯韦修正的安培环路定律。通过对这些方程组的分析,系统地推导出了平面电磁波在理想导体、低损耗介质和全损耗介质(如等离子体)中的传播特性,包括波阻抗、传播常数和皮尔斯(Poynting)矢量。 规范场论的引入: 简要介绍矢量和标量磁势,解释了它们在简化场方程求解过程中的优势,并讨论了洛伦兹规范和库仑规范的选择对物理图像构建的影响。 第二部分:传输与辐射——从集总电路到分布参数系统 本部分将理论知识应用于实际的能量传输和信息辐射场景,着重于高频效应和结构设计。 传输线理论的完善: 本书区别于传统的电路理论,从麦克斯韦方程组出发,推导出惠勒-哈维赛德(Heaviside)的传输线方程。详细分析了特性阻抗、反射系数、驻波比(VSWR)等关键参数。重点讨论了负载失配、史密斯圆图的应用,以及对电感和电容效应的精确建模。 导波结构分析(侧重宏观分析): 虽然不深入特定导波模式的精确计算(这是另一领域的内容),但本书会详细分析波导(Waveguide)作为一种空间约束的电磁波导引结构的基本原理。包括矩形波导和圆波导的截止频率、色散关系以及工作模式(如TE和TM模式)的物理图像。强调了波导作为高频信号无损传输线的工程意义。 电磁辐射理论: 引入了近场和远场概念。系统讲解了偶极子天线、环形天线的基本辐射特性,包括辐射方向图、有效辐射功率(ERP)和输入阻抗。对于阵列天线的辐射特性,则侧重于因相位和幅度控制而产生的波束扫描原理。 第三部分:数值计算与电磁兼容性(EMC) 面对日益复杂的工程问题,本书强调了现代计算电磁学(CEM)工具的应用,以及对系统级电磁干扰的控制。 计算电磁学方法概述: 详细介绍求解麦克斯韦方程的几种主流数值技术: 时域有限差分法(FDTD): 重点阐述其在处理瞬态响应和宽带问题中的优势,以及在实现中需要注意的稳定性和吸收边界条件(PML)。 矩量法(MoM): 介绍其在处理开放边界和低频问题中的高效性,侧重于表面积分方程的建立。 有限元法(FEM): 讨论其在处理复杂非均匀介质和非正交网格中的灵活性。 电磁兼容性(EMC)工程: 这是本书工程应用的重要组成部分。探讨了电磁干扰(EMI)和电磁敏感性(EMS)的来源,包括串扰、辐射发射和传导发射。提供了系统级的屏蔽设计原则、接地技术(单点接地、机箱接地)以及滤波器的选型和布局建议,确保电子设备在复杂电磁环境中的可靠性。 第四部分:前沿交叉领域展望 本书结尾部分将视角投向电磁学在现代技术中的新兴应用。 超材料与负折射率: 介绍人工结构电磁学(Metamaterials)的基本概念,如有效介电常数和有效磁导率的工程调控,以及它们在实现完美成像和隐身技术中的潜力。 光子集成与微纳光学: 简要探讨电磁理论在设计光子晶体、光波导(Photonic Waveguides)和表面等离子激元(SPPs)中的应用,展示了电磁波从微波尺度向光波尺度过渡时的理论连续性。 本书的特色: 工程导向的习题设计: 每一章后都配有大量的、源于实际工程案例的习题,引导读者将理论知识应用于实际参数计算和设计验证。 数学工具的实用化: 在介绍复杂的傅里叶、拉普拉斯变换和矢量分析时,始终紧密结合其在电磁问题求解中的具体作用,而非孤立的数学探讨。 跨越频率鸿沟: 统一处理低频(准静态)、高频(分布式参数)和光频的理论框架,使读者能够清晰认识到不同频率下的物理近似和适用性。 通过研读本书,读者将不仅掌握描述电磁现象的精确数学语言,更能理解如何利用这些语言去设计、分析和优化现代电子系统和通信基础设施。

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读后感

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用户评价

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这本书以其严谨的逻辑和清晰的论述,为我系统地梳理了导波这一重要的物理概念。它不仅详细讲解了导波的基本原理,还深入探讨了不同导波结构在电磁波传播中的作用。书中从波动方程出发,推导了各种导波的本征模式和传播常数,并对这些参数的物理意义进行了深入的解释。我尤其喜欢作者对波导的模场分布和截止频率的分析,这有助于理解波导的传输能力和限制。书中还介绍了如何在波导系统中实现能量的高效传输,以及如何减少传播过程中的损耗。对于波导的阻抗特性和匹配,书中也进行了详尽的讨论,这对于射频和微波工程的应用至关重要。此外,作者还探讨了波导的非线性行为,以及如何在特定应用中利用这些非线性效应。书中对波导的仿真和优化方法也进行了介绍,这对于实际工程设计非常有帮助。总的来说,这本书是一本非常全面和深入的导波理论著作,它帮助我建立起对导波现象的完整认识,也为我进一步学习相关领域奠定了坚实的基础。

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这本著作的精妙之处在于它将抽象的物理理论与实际应用紧密结合,为我描绘了一幅清晰的导波世界图景。书中从电磁场理论出发,逐步引入了各种导波结构,并详细分析了它们在电磁波传播中的特性。我特别欣赏作者在讲解光纤的色散补偿时所采用的策略,通过引入色散补偿光纤或非线性色散补偿技术,有效地克服了长距离光纤通信中的色散瓶颈。书中还深入探讨了光纤的非线性效应,如克尔效应、受激拉曼散射等,并分析了它们对信号传输的影响以及相应的抑制方法。对于光纤传感技术,书中也进行了较为全面的介绍,包括基于光纤的各种测量原理和应用,例如温度、应变、压力等参数的传感。此外,作者还介绍了光纤光栅、光开关、光放大器等关键光纤器件的设计原理和应用,以及如何将这些器件集成到光通信系统中。书中对光网络的设计和优化也有所涉及,包括多路复用技术、网络拓扑结构等。这本书的理论深度和实践指导意义都极其显著,它不仅帮助我理解了导波技术在现代通信中的核心作用,更让我看到了其在未来科技发展中的巨大潜力。

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这是一本极具启发性的著作,它以全新的视角审视了电磁波在约束结构中的传播规律。书中从基础的麦克斯韦方程组出发,通过严谨的数学推导,揭示了各种导波结构的特性。我尤其对作者在分析波导中电磁场分布时所展现出的洞察力感到钦佩,他能够清晰地解释不同模式下的场分布特征,以及这些特征如何影响波的传播。书中对导波的耦合和分路机制进行了深入的探讨,包括如何设计高效的耦合器和分束器,以及如何实现波的定向传输。对于波导的阵列和集成,书中也进行了较为详细的介绍,并探讨了它们在光学计算和信息处理中的应用。此外,作者还介绍了先进的波导材料和结构,如有机波导、半导体波导以及表面等离激元波导,并分析了它们在提高传输效率、减小尺寸和拓展功能方面的优势。书中对波导的电磁兼容性和抗干扰性也进行了讨论,这对于设计高可靠性的通信系统非常重要。总的来说,这本书是一本集理论深度、技术广度和创新视野于一体的导波领域杰作,它为我提供了理解和探索导波科学的强大武器。

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这本书以其卓越的结构设计和内容编排,为我系统地展现了导波现象的精妙之处。书中从基础的波动理论出发,逐步深入到各种导波结构的数学模型和物理特性。我特别欣赏作者在解释波导的阻抗特性时所采用的直观方法,他通过类比电路中的阻抗概念,帮助我更好地理解了波导系统中电磁场的行为。书中还详细介绍了波导的共振现象,以及如何在波导系统中设计谐振腔和滤波器。对于波导的非线性效应,书中也进行了较为全面的阐述,包括其产生机制、影响以及相应的抑制和利用方法。此外,作者还介绍了先进的波导技术,如超材料波导、拓扑波导等,并探讨了它们在实现新颖光学功能方面的潜力。书中对波导的实验测量和表征方法也进行了介绍,这对于验证理论模型和评估器件性能至关重要。总的来说,这本书是一本内容翔实、讲解清晰、结构严谨的导波理论专著,它不仅帮助我巩固了导波知识,更激发了我对这一领域的深入探索。

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这是一本真正意义上的“百科全书”式著作,它涵盖了导波理论的各个方面,从最基础的麦克斯韦方程组出发,逐步推导出各种导波结构的传播特性。书中对光波在各种介质中的传播方式进行了深入剖析,包括平面波导、条形波导、脊形波导以及光纤等,并详细介绍了它们的色散特性、损耗机理以及非线性效应。我非常赞赏作者在介绍光纤的概念时,从其历史发展到不同类型的光纤(如单模光纤、多模光纤、渐变折射率光纤)的特性,再到其在通信、传感等领域的应用,都进行了非常详尽的阐述。书中对光纤中的模式分析、损耗分析和非线性效应的讲解尤为精彩,为理解光纤通信系统的性能瓶颈和优化设计提供了重要的理论依据。此外,作者还介绍了光波导器件的设计和制造,包括耦合器、分束器、调制器、开关等,并探讨了如何将这些器件集成到光集成电路中。书中还提及了先进的导波技术,如表面等离激元波导、超材料波导等,这为读者提供了对未来光通信和光计算技术发展的洞察。这本书的理论深度和实践指导意义都极其显著,它不仅是我理解导波技术的一本重要参考书,更是我探索光学世界奥秘的有力工具。

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这本著作以其丰富的案例研究和详实的技术细节,彻底改变了我对电磁波在约束介质中传播的认知。它不仅仅是一本理论教科书,更像是一本实践指南,通过大量的图示和公式推导,将抽象的物理概念具象化。书中对不同频率下电磁波在金属波导、介质波导中的传播特性进行了深入分析,特别是在高频微波和毫米波领域,对波导的模式结构、截止频率、传播常数等进行了细致的讲解。我印象最深的是关于波导损耗的章节,作者详细阐述了导体损耗、介质损耗以及辐射损耗的计算方法,并提供了相应的优化设计思路,这对于需要设计高性能微波器件的工程师来说,无疑是宝贵的财富。此外,书中还介绍了波导的阻抗匹配、能量传输以及在各种应用中的实际案例,例如雷达系统、射频电路和通信设备中的波导应用。作者还对新型波导结构,如脊形波导、介质填充波导等进行了介绍,并探讨了其在提高传输效率和降低损耗方面的优势。这本书的逻辑清晰,循序渐进,从基础理论到高级应用,层层递进,让读者能够系统地掌握波导的核心技术,为从事相关领域的研究和开发提供了坚实的理论基础和实践指导。

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这本著作以其对物理现象的细腻描绘和对数学模型的严谨推导,为我打开了导波领域的一扇新窗口。书中从基础的麦克斯韦方程组出发,逐步讲解了各种导波结构(如平面波导、矩形波导、光纤)的传播特性,包括模式分析、色散特性、损耗机理等。我特别欣赏作者在介绍光纤的模式传播时所采用的方法,他通过对不同模式的详细分析,清晰地解释了多模光纤和单模光纤的区别,以及它们对信号传输的影响。书中还深入探讨了光纤的非线性效应,如受激布里渊散射、受激曼德尔斯塔姆-布里渊散射等,并分析了它们对长距离光纤通信的影响和相应的抑制方法。此外,作者还介绍了光纤传感技术,包括基于光纤的光栅传感、干涉传感等,以及它们在各个领域的应用。书中对光纤网络的设计和优化也有所涉及,包括多路复用技术、网络拓扑结构等。这本书的理论深度和实践指导意义都极为显著,它不仅帮助我理解了导波技术在现代通信中的核心作用,更让我看到了其在未来科技发展中的巨大潜力。

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这本书以其对物理现象的细腻刻画和对数学模型的严谨运用,为我打开了理解光在特定约束下传播的新视角。它不仅仅是关于导波的描述,更是关于光与物质相互作用机制的深度探索。书中对不同几何形状的波导,如矩形波导、圆形波导、脊形波导等,在不同工作频率下的传播模式进行了详细分析,并辅以大量的数值计算和仿真结果。我特别喜欢作者在讲解波导的色散特性时所采用的方法,通过分析群速度和相速度,清晰地解释了不同频率成分在波导中传播速度的差异,以及这对信号传输质量的影响。书中还探讨了波导中的能量存储和传输机制,以及如何在波导系统中实现信号的定向传输和高效率耦合。对于波导的制造工艺和材料选择,书中也进行了较为全面的介绍,并分析了不同材料特性对波导性能的影响。此外,作者还介绍了在光学集成电路中波导的应用,包括波导的耦合器、分束器、调制器等基本元件的设计和原理,以及它们如何在更复杂的系统中集成。这本书的深度和广度都令人印象深刻,它不仅帮助我理解了导波的基本原理,更让我认识到波导技术在现代光电子学和通信技术中的核心地位,为我未来的学习和研究指明了方向。

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一本关于光在介质中传播的著作,内容深入浅出,从基础的光学理论出发,逐步讲解了各种导波结构,包括光纤、波导管等,以及它们的工作原理。书中对光的传播方式进行了详尽的分析,包括反射、折射、全反射等现象,并结合数学公式进行了严谨的推导。我尤其欣赏作者在介绍不同导波模式时的清晰阐述,例如单模和多模光纤的区别,以及不同模式对信号传输的影响。书中还探讨了导波损耗的来源,如吸收损耗、散射损耗和弯曲损耗,并提出了相应的减小损耗的方法,这对于实际的光通信系统设计至关重要。此外,作者还介绍了导波的耦合技术,包括如何将光信号有效地耦合到导波结构中,以及如何在导波结构之间进行传输,这些内容对于理解光器件的集成和应用非常有帮助。书中对衍射光学和非线性光学在导波中的应用也有所涉及,这为读者提供了更广阔的视野,了解了导波技术在现代光子学中的前沿发展。总的来说,这本书为我对光在特定结构中传播的理解打下了坚实的基础,也激发了我对光波导器件更深入研究的兴趣。

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这本书以其对物理现象的深刻理解和对数学模型的精妙运用,为我提供了理解电磁波在约束介质中传播的全面视角。书中从基础的波动方程出发,详细推导了各种导波结构(如平面波导、脊形波导、光纤)的传播模式、色散特性和损耗机理。我尤其对作者在分析波导的模场分布和耦合效率时所采用的方法印象深刻,他能够将抽象的数学描述转化为直观的物理图像,帮助我更好地理解波的传播行为。书中还介绍了波导的非线性效应,如自相位调制、交叉相位调制等,并分析了它们在光通信和光信号处理中的作用。此外,作者还探讨了波导的制造工艺和材料选择,以及如何通过优化设计来提高波导的性能。书中对光子晶体波导和表面等离激元波导等新兴导波结构也进行了介绍,并探讨了它们在超材料、纳米光子学等领域的应用前景。这本书的理论深度和实践指导意义都极为显著,它不仅帮助我理解了导波技术在现代通信和信息处理中的核心作用,更让我看到了其在未来科技发展中的巨大潜力。

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