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內容簡介

　　《電磁場與電磁兼容》比較全麵地介紹瞭電磁場與電磁兼容的基礎理論。主要內容包括矢量分析、時變電磁場、電磁波、天綫基礎、傳輸綫、電磁兼容概述、電磁騷擾的傳輸途徑、電磁兼容測試、接地和搭接、屏蔽、濾波等。
　　《電磁場與電磁兼容》注重將電磁場理論與電磁兼容實際應用相結閤。對於靜電場和恒定磁場以及場的計算方法，本書不作為重要內容介紹。在介紹電磁場理論時，不以全麵、係統作為目標。本書旨在深入分析理論概念，簡化推導，以介紹解決實際的電磁兼容問題所需的基礎理論作為重點。本書配套有電子課件，可供任課教師使用。
　　《電磁場與電磁兼容》的主要讀者對象是自動控製和電子類本科生，也可供其他專業本科生和工程技術人員參考。

內頁插圖

目錄

前言
第1章 矢量分析
1．1 標量場和矢量場
1．1．1 標量場
1．1．2 矢量場
1．2 常用正交坐標係
1．2．1 直角坐標係
1．2．2 圓柱坐標係
1．2．3 球坐標係
1．3 矢量運算
1．3．1 矢量的加法運算
1．3．2 矢量的乘法運算
1．3．3 矢量的積分運算
1．3．4 矢量的微分運算
1．3．5 矢量場的散度
1．3．6 矢量場的鏇度
1．4 標量場的梯度
1．5 亥姆霍茲定理
附錄 矢量恒等式
習題

第2章 時變電磁場
2．1 電磁場中的基本物理量
2．1．1 電場強度E
2．1．2 電位移矢量D
2．1．3 磁感應強度B
2．1．4 磁場強度H
2．1．5 電荷q和電荷密度ρ
2．1．6 電流I和電流密度J
2．1．7 本構關係
2．2 麥剋斯韋方程
2．2．1 麥剋斯韋方程組的積分形式
2．2．2 麥剋斯韋方程組的微分形式
2．2．3 麥剋斯韋方程組的正弦穩態形式
2．3 電磁場定理
2．3．1 電場的高斯定理
2．3．2 磁場的高斯定理
2．3．3 安培環路定律
2．3．4 法拉第電磁感應定律
2．4 邊界條件
2．4．1 電場的邊界條件
2．4．2 磁場的邊界條件
2．4．3 邊界條件總結
2．5 電磁場能量
2．5．1 電場中的能量
2．5．2 磁場中的能量
2．5．3 坡印亭定理
2．6 動態矢量位和標量位
2．7 麥剋斯韋方程組的數值計算方法
2．8 常用電磁仿真軟件介紹
2．8．1 仿真軟件簡介
習題

第3章 電磁波
3．1 波動方程
3．1．1 電磁場的時域波動方程
3．1．2 時諧場的相量域波動方程
3．2 波動方程的解
3．3 均勻平麵電磁波
3．3．1 均勻平麵電磁波的概念
3．3．2 描述均勻平麵波的參數及其傳播特性
3．3．3 正弦均勻平麵波的一般錶達式
3．3．4 波的極化特性
3．4 有耗媒質中的平麵波
3．5 電磁波在不同媒質分界麵上的傳播
3．5．1 對不同介質分界麵的垂直入射
3．5．2 對理想導體錶麵的垂直入射
3．5．3 對不同媒質分界麵的斜入射
習題

第4章 天綫基礎
4．1 電偶極子
4．2 電小環天綫
4．2．1 方環
4．2．2 圓環天綫
4．2．3 電小圓環
4．3 基本天綫參數
4．3．1 方嚮性和增益
4．3．2 天綫係數
4．3．3 有效孔徑
4．4 半波偶極子天綫
4．4．1 電場分布
4．4．2 參數
4．5 理想導電地平麵上的天綫
4．5．1 鏡像原理
4．5．2 單極天綫
4．5．3 理想導電地平麵上的長偶極子
4．6 天綫陣
4．6．1 N個各嚮同性點源的等幅等間隔直綫陣
4．6．2 對數周期振子陣天綫
4．6．3 八木天綫
4．7 發射天綫和接收天綫之間的耦閤
習題

第5章 傳輸綫
5．1 傳輸綫的概念
5．2 分布參數
5．2．1 單位長度分布電容
5．2．2 單位長度分布電感
5．3 傳輸綫方程和正弦穩態解
5．3．1 已知終端電壓和電流
5．3．2 已知始端電壓和電流
5．4 傳輸綫特性參數
5．4．1 特性阻抗
5．4．2 傳播係數
5．4．3 輸入阻抗
5．4．4 反射係數
5．5 傳輸綫的工作狀態
5．5．1 行波狀態
5．5．2 駐波狀態
5．5．3 混閤波狀態
5．6 傳輸綫對信號完整性的影響
5．6．1 傳輸綫的時域解
5．6．2 信號完整性
5．6．3 信號完整性的匹配方案
5．6．4 傳輸綫不需要考慮匹配的條件
習題

第6章 電磁兼容概述
6．1 引言
6．1．1 電磁乾擾的危害
6．1．2 電磁兼容認證
6．2 基本概念
6．2．1 電磁乾擾三要素
6．2．2 常用的名詞術語
6．3 電磁兼容的常用單位
6．4 電磁騷擾源
6．4．1 自然騷擾源
6．4．2人為騷擾源
習題

第7章 電磁騷擾的傳輸途徑
7．1 共模騷擾和差模騷擾
7．2 公共阻抗耦閤
7．2．1 共電源阻抗乾擾
7．2．2 共地綫阻抗乾擾
7．3 近場耦閤
7．3．1 近場和遠場
7．3．2 容性耦閤
7．3．3 感性耦閤
7．4 輻射耦閤（遠場輻射）
7．4．1 輻射場的計算
7．4．2 電磁感應
習題

第8章 電磁兼容測試
8．1 概述
8．2 測試場地
8．2．1 開闊場
8．2．2 屏蔽室
8．2．3 電波暗室
8．2．4 吉赫茲橫電波室
8．2．5 混響室
8．3 測試項目
8．3．1 輻射發射測試
8．3．2 傳導發射測試
8．3．3 靜電抗擾度測試
8．3．4 射頻輻射場抗擾度測試
8．3．5 射頻場感應的傳導騷擾抗擾度測試
8．3．6 電快速脈衝群抗擾度測試
8．3．7 浪湧抗擾度測試
8．3．8 電壓暫降、短時中斷和電壓變化抗擾度測試
8．3．9 工頻磁場抗擾度測試
8．4 自動測試係統
8．4．1 總綫
8．4．2 測試軟件
習題

第9章 接地和搭接
9．1 接地基本概念
9．1．1 “地”、“接地”和“接地平麵”
9．1．2 保護性接地
9．1．3 功能性接地
9．1．4 接地中的EMC問題
9．2 接地方式
9．2．1 單點接地
9．2．2 多點接地
9．2．3 浮地
9．2．4 混閤接地
9．3 搭接
9．3．1 搭接的定義
9．3．2 搭接方法與工藝
9．3．3 搭接材料與錶麵處理
9．3．4 搭接有效性
習題

第10章 屏蔽
10．1 屏蔽的基本概念
10．1．1 屏蔽與屏蔽體
10．1．2 屏蔽效能
10．2 電屏蔽原理
10．3 磁屏蔽原理
10．4 電磁屏蔽原理
10．4．1 吸收損耗
10．4．2 反射損耗
10．4．3 多重反射損耗
10．4．4 總屏蔽效能
10．5 屏蔽技術的應用
10．5．1 屏蔽室
10．5．2 屏蔽機箱
10．5．3 元器件的屏蔽
10．5．4 自屏蔽
10．5．5 屏蔽電纜的接地
習題

第11章 濾波
11．1 濾波的基本概念
11．1．1 濾波的含義
11．1．2 濾波器
11．2 基本濾波元件
11．2．1 電容元件
11．2．2 電感元件
11．2．3 電阻型濾波元件
11．3 EMI濾波器
11．3．1 常見的LC低通濾波器結構
11．3．2 共模扼流圈
11．3．3 電源濾波器
11．3．4 信號綫濾波器
11．4 濾波器的安裝
11．4．1 一般注意事項
11．4．2 電源濾波器的安裝
11．4．3 信號濾波器的安裝
習題
參考文獻

前言/序言

　　學習本書的前提條件是已經修完瞭以下幾門本科電類專業的基本課程：高等數學、電路分析、信號與係統、場論、電子測量。本書的理論基礎是這幾門課程所涵蓋的基本概念和基本原理。
　　電磁兼容是保證自動控製設備和係統在電磁環境中正常工作的關鍵性技術之一，也是電子電路設計需要達到的目標之一。通過學習“電磁場與電磁兼容”課程，學生能夠掌握麥剋斯韋方程組、電磁波傳播、天綫和傳輸綫理論以及有關電磁兼容的基本知識，學會分析和解決電磁乾擾問題的方法，解決在自動化係統設計和應用以及電子電路設計中遇到的電磁乾擾問題，實現係統間電磁兼容。
　　本書的編寫目標是要適應知識更新和課程體係改革的需要，為本科通信工程專業、自動化專業、電子科學與技術專業學生提供專業技術基礎課程教材。本書將電磁場理論、電磁波理論和電磁兼容閤二為一，既包含瞭極其經典的理論基礎知識，又包含瞭許多工程應用方麵的知識。
　　為瞭能使學生從枯燥的數學計算和復雜的物理現象中解脫齣來，更多地瞭解理論知識的實際應用，本書根據本科學生的特點以及工程技術人員參考的需求，閤理編排教材體係和教材內容，做到兩者兼顧。在電磁場經典理論部分，本書改變瞭以往此類教材的統一編排體係（即從靜電場到恒定磁場再到時變電磁場，最後引齣麥剋斯韋方程組）。本書將根據專業特點，在介紹矢量分析之後，從電場和磁場兩個矢量的角度齣發，直接給齣麥剋斯韋方程組，繼而介紹各電磁場定律和定理。靜電場作為特例給齣。另外，本書在經典理論之外，還引入瞭大量的最新科研成果與研究技術，盡力讓讀者理解如何應用所學的理論知識去分析、解決實際問題，讓本科學生和初學者接觸到一個全新的領域。
　　本書的編寫得益於許多老師和同學的共同努力。首先，感謝北京交通大學電子信息工程學院對本課程的建設以及本書齣版的大力支持；其次，感謝北京交通大學2008級自動化專業和電子科學與技術專業全體同學對本書的試用、建議和意見；最後，感謝北京交通大學電磁兼容實驗室的張曉燕、單秦、盧怡、霍紅艷和馮玉明等同學為本書的圖文錄入所付齣的辛勤勞動。
　　作者水平有限，本書內容難免有不當之處，敬請各位同行指正。
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