航空电磁理论基础 航空航天 国防工业出版社 赵小红等

定　　价：99 元

• 作者：赵小红 王超
• 出版时间：2026/2/1
• ISBN：9787118140910
• 出 版 社：国防工业出版社

• 纸张：胶版纸

内容简介

《航空电磁理论基础》是电子信息类专业的基础理论课程教材。该书系统介绍宏观电磁场分布特征、电磁波辐射和传播特性，及电磁理论的基本分析与计算，内容涵盖场的数学基础、静电场等多类电磁场与电磁波相关知识，每章均介绍电磁理论工程应用知识，附录还附有专业术语英汉对照，便于读者拓展阅读。 本书立足理论，着眼工程应用，适当扩展了电磁理论应用知识，既可作为电子信息类本科专业教材，也可供综合电子信息等相关领域工程技术人员参考。

序 言

前言 本书是为电子信息类专业高年级本科生编写的教材，在传统电磁场与电磁波课程内容的基础上，增加了航空工程应用的知识介绍，也可作为通信工程、电子工程等专业高年级本科生、研究生和其他人员学习任务电子系统知识的参考用书。 全书共分为 9 章：第 1 章介绍场论的数学基础；第 2 章介绍静电场的知识，包括静电场的特性和边界条件及能量描述等内容；第 3 章介绍恒定电流场的知识，包括恒定电流场的特性和边界条件及能量描述等内容；第 4 章介绍恒定磁场的知识，包括恒定磁场的特性和边界条件及能量描述等内容；第 5 章介绍时变电磁场的知识，包括时变电磁场的特性和边界条件及能量描述等内容；第 6 章介绍均匀平面波的知识，包括均匀平面波的描述、极化和反射及折射特性等内容；第 7 章介绍导行电磁波的知识，包括 TEM 波传输线和矩形波导的特性等内容；第 8 章介绍电磁波的辐射与天线特性，包括电流元的辐射特性和天线的收发特性等内容；第 9 章介绍电磁波在空间传播的特性，包括传播损耗和传播方式等；附录中除常见的数学运算公式外，还补充了微波功率的常见表示方法；为便于大家根据需要扩展阅读英文资料，附录中增加了专业术语的中英文对照。电磁理论，在现代社会应用广泛，几乎所有的电子设备，都基于电磁理论的知识，但电磁理论内容抽象，学习难度大，本书从航空应用的角度，在每章结尾部分，介绍一些航空电子设备的基本知识，力求理论和实践结合得更紧密一些，在加深大家对电场理论理解的同时，也了解一些航空领域工程应用，为以后相关专业理论及装备的学习打下一定的基础；电磁波的应用现在渗透到了生活工作的方方面面，对于学习本书、刚刚开始接触电磁波的同学，安全必须是我们首先考虑的问题，本书在第 1 章末，简要介绍了电磁波对人体和设备可能存在的影响，以便同学们在学习之始，就有一个初步的安全意识。 本书由空军工程大学赵小红、王超同志担任主编，编写了第 2 至 7 章，卢丁丁同志编写了第 9 章，王洪迅同志编写了第 1 章，王远同志编写了第 8 章，向建军同志编写了附录，赵小红同志对全文进行统稿。 本书在编写过程中，参考了有关文献资料，在此对作者和出版社表示衷心的感谢！ 由于编者学识有限，编写时间较紧，书中的错误与疏漏之处在所难免，敬请读者不吝批评指正。 编 者 2025 年 7 月

目 录

目录

第 1 章 场的数学基础

1.1 场量的概念

1.1.1 场的概念

1.1.2 标量和矢量的概念

1.2 三维空间的数学描述

1.2.1 直角坐标系

1.2.2 圆柱坐标系

1.2.3 圆球坐标系

1.3 矢量的运算与常见的算子

1.3.1 矢量的代数运算

1.3.2 常用的微分算子

1.4 对场量变化的描述

1.4.1 场量的时间导数

1.4.2 标量场的梯度

1.4.3 矢量场的散度

1.4.4 矢量场的旋度

1.5 常用数学定理

1.5.1 高斯定理

1.5.2 斯托克斯定理

1.5.3 亥姆霍兹定理

1.5.4 矢量场唯一性定理

1.5.5 格林定理

1.6 电磁效应的安全性

1.6.1 电场理论的生物效应

1.6.2 电磁效应对设备的影响与防护

1.7 电磁理论在航空工程领域的应用

习题

第 2 章 静电场

2.1 静电场方程

2.1.1 真空中的静电场

2.1.2 介质中的静电场

2.2 静电场的边界条件

2.3 边值型问题及解的唯一性

2.4 分离变量法

2.5 镜像法

2.5.1 接地导体平面的镜像

2.5.2 导体球的镜像

2.5.3 导体圆柱面的镜像

2.5.4 介质平面的镜像

2.6 部分电容与电场能量

2.6.1 部分电容

2.6.2 电场能量

2.7 电场力的虚位移求解

2.8 航空工程领域的应用

2.8.1 静电放电的应用

2.8.2 航空工程中的无线电高度表

习题

第 3 章 恒定电流场

3.1 恒定电流场方程

3.1.1 电流密度

3.1.2 恒定电流场中的欧姆定律

3.1.3 恒定电流场的基本方程

3.2 恒定电流场的边界条件

3.2.1 电流密度法向分量的边界条件

3.2.2 电场强度切向的边界条件

3.2.3 电位的边界条件

3.3 恒定电流场的能量

3.3.1 电动势

3.3.2 焦耳定律

3.4 恒定电流场与静电场的比拟

3.5 航空工程领域的应用

3.5.1 航空断路器

3.5.2 航空工程中的无线电罗盘

习题

第 4 章 恒定磁场

4.1 恒定磁场的方程

4.1.1 磁感应强度

4.1.2 真空恒定磁场方程

4.1.3 矢量磁位和标量磁位

4.1.4 媒质磁化与磁化强度

4.1.5 媒质恒定磁场方程

4.2 恒定磁场边界条件

4.2.1 矢量边界条件

4.2.2 位函数边界条件

4.2.3 两种特殊情况下的边界条件

4.3 恒定磁场能量

4.3.1 电感

4.3.2 磁场能量与电流的关系

4.3.3 磁场能量与场量的关系

4.4 磁场力

4.5 航空工程领域的应用

4.5.1 静磁屏蔽

4.5.2 核磁共振成像

4.5.3 航空工程中的近距导航系统

4.5.4 航空工程中的机载着陆系统

习题

第 5 章 时变电磁场

5.1 麦克斯韦方程

5.1.1 电磁感应定律

5.1.2 全电流定理

5.1.3 麦克斯韦方程组

5.2 边界条件

5.2.1 两种一般媒质的边界

5.2.2 理想介质构成的边界

5.2.3 理想介质和理想导体构成的边界

5.3 时变电磁场的唯一性定理

5.4 波动方程与位函数

5.4.1 波动方程

5.4.2 位函数

5.4.3 位函数的解

5.5 正弦时变电磁场

5.5.1 正弦时变电磁场的瞬时形式

5.5.2 正弦时变电磁场的复数表示

5.5.3 正弦时变电磁场方程的复数形式

5.6 正弦时变电磁场的能量与功率

5.6.1 坡印廷矢量

5.6.2 坡印廷矢量定理

5.6.3 复坡印廷矢量

5.7 复杂电磁环境

5.7.1 电磁环境的构成要素

5.7.2 电磁环境的特征描述

5.8 航空工程领域的应用

5.8.1 电磁场在无损检测中的应用

5.8.2 航空工程中的超短波通信

5.8.3 航空工程中的短波通信

5.8.4 航空工程中的卫星通信

习题

第 6 章 均匀平面波

6.1 理想介质中的均匀平面波

6.1.1 波的表示形式

6.1.2 波的特性参数

6.1.3 任意方向传播均匀平面波的表示

6.1.4 不同频率电磁波的应用

6.2 电磁波的极化

6.2.1 线极化

6.2.2 圆极化

6.2.3 椭圆极化

6.2.4 极化的应用

6.3 导电媒质中的均匀平面波

6.3.1 波的表示及参数

6.3.2 导电媒质的分类

6.3.3 电磁屏蔽

6.4 色散与群速

6.5 均匀平面电磁波在平面分界面的垂直入射

6.5.1 平面电磁波向理想导体的垂直入射

6.5.2 平面电磁波在理想介质分界面的垂直入射

6.5.3 均匀平面电磁波向多层介质分界面的垂直入射

6.6 均匀平面波对理想介质分界面平面的斜入射

6.6.1 反射定律与折射定律

6.6.2 垂直极化波的反射与折射

6.6.3 平行极化波的反射与折射

6.6.4 全折射

6.6.5 全反射

6.6.6 均匀平面电磁波向理想导体的斜入射

6.7 航空工程领域的应用

6.7.1 电磁环境测量常用仪器

6.7.2 航空工程中的数据链

习题

第 7 章 导行电磁波

7.1 导波系统中的电磁波

7.1.1 常用的导波系统

7.1.2 纵向场法

7.1.3 横磁波

7.1.4 横电波

7.1.5 横电磁波

7.2 TEM 波传输线

7.2.1 传输线的分布参数及等效电路

7.2.2 均匀传输线的方程

7.2.3 传输线的特性参数

7.2.4 均匀无耗传输线的工作状态

7.2.5 输入端阻抗及其在不同负载下的变化规律

7.2.6 同轴线

7.2.7 微带线

7.3 矩形波导

7.3.1 矩形波导的模式

7.3.2 矩形波导的传输特性

7.3.3 矩形波导中的 TE??波

7.3.4 波导中的能量传输与损耗

7.3.5 矩形波导尺寸选择原则

7.4 航空工程领域的应用

7.4.1 光纤通信

7.4.2 航空工程中的雷达

7.4.3 航空工程中的电子对抗

习题

第 8 章 电磁辐射与天线

8.1 电流元的辐射

8.1.1 电流元的辐射场

8.1.2 天线的对偶原理

8.1.3 小电流环的辐射场

8.2 惠更斯原理

8.3 天线的镜像原理

8.4 天线的特性

8.4.1 发射天线的特性

8.4.2 天线的互易原理

8.4.3 接收天线的特性

8.5 对称天线辐射

8.6 航空工程领域的应用

8.6.1 天线增益的近似计算

8.6.2 航空工程中的二次雷达

8.6.3 航空工程中的广播式自动相关监视

习题

第 9 章 电磁波的传播

9.1 电磁波传播的基本理论

9.1.1 Friss 传输公式的推导及分析

9.1.2 传播媒质对电磁波传播的影响

9.2 电磁波传播的方式

9.2.1 地面波传播

9.2.2 天波传播

9.2.3 视距传播

9.2.4 不均匀媒质传播

9.3 航空工程领域的应用

习题

附录

附录 1 常见坐标转换

附录 1.1 坐标分量的转换

附录 1.2 单位矢量和矢量转换

附录 2 国际单位制和普适常数

附录 2.1 基本普适常数和基本物理常数

附录 2.2 SI 基本单位

附录 3 常见电磁信号描述单位

附录 4 常见电磁场量的英语描述

参考文献