课程大纲

课程大纲

高等电磁理论一班

课程编码:080904M04001H-1 英文名称:Advanced Electromagnetic Theory 课时:50 学分:3.00 课程属性:专业核心课 主讲教师:王勇等

教学目的要求
本课程为电磁场与微波技术、物理电子学、信息与通信等专业研究生的重要理论基础课程,包括电磁场基本理论、平面电磁波、电磁场辅助函数及解法、电磁场定理与原理、电磁辐射与散射、运动系统的电磁场、电磁场的数值计算方法、导波理论等内容,使学生掌握电磁场与电磁波原理、电磁波产生与传播机理等基本规律,建立独立分析解决电磁场有关问题的科学思维。

预修课程
矢量分析与场论,数学物理方法及特殊函数,电磁场与电磁波

大纲内容
第一章 电磁场基本理论 8学时 王勇
第1节 电磁场理论发展历史
第2节 麦克斯韦方程
第3节 电磁场边界条件
第4节 媒质的电磁特性
第5节 波动方程
第6节 电磁能量及守恒方程
第7节 电磁动量及守恒方程
第二章 平面电磁波 6学时 王勇
第1节 均匀各向同性媒质中的平面波
第2节 电磁波的极化
第3节 电磁波的反射与透射
第4节 垂直入射平面电磁波的反射系数和透射系数
第5节 斜入射平面电磁波的反射系数和透射系数
第三章 电磁场辅助函数及解法 7学时 王勇
第1节 标位和矢位
第2节 洛仑兹规范
第3节 库仑规范
第4节 赫兹矢量
第5节 标量基本波函数
第6节 矢量基本波函数
第7节 标量格林函数
第8节 并矢格林函数
第四章 电磁场定理与原理 5学时 王勇
第1节 对偶原理
第2节 唯一性定理
第3节 镜像法
第4节 等效原理
第5节 感应定理
第6节 互易定理
第7节 惠更斯原理
第五章 电磁辐射与散射 6学时 王勇
第1节 电磁场的求解
第2节 辐射矢量
第3节 点源场的平面波展开
第4节 线源场的平面波展开
第5节 电磁场的多极展开
第6节 电磁场的球面波展开
第7节 口径场的辐射
第8节 平面口径场的辐射计算
第9节 电磁波的散射
第六章 运动系统的电磁场 5学时 王勇
第1节 绝对时空观— 伽利略变换
第2节 相对时空观──Lorentz变换
第3节 Lorentz变换的时空效应
第4节 时间和空间坐标的Lorentz变换
第5节 时间和空间导数的Lorentz变换
第6节 电磁场物理量的Lorentz变换
第7节 电磁波的相位不变性及其重要结论
第七章 导波理论 5学时 王勇
第1节 导波场的行波解
第2节 导波场的横向与纵向分量
第3节 矩形波导中的电磁波
第4节 圆柱波导中的电磁波
第5节 同轴波导中的电磁波
第6节 导波场的正交性
第7节 波导的激励
第八章 电磁场的数值计算方法 5学时 王勇
第1节 矩量法
第2节 有限元法
第3节 时域有限差分法
第九章 期末考试 3学时 王勇
第1节 期末考试

教材信息
1、 高等电磁理论 杨儒贵 2008年2月 高等教育出版社

参考书
1、 电动力学 郭硕鸿 2008年06月 高等教育出版社

课程教师信息
王勇,男,研究员,博士生导师,中国科学院大学教授,国防科技大学兼职教授,长沙理工大学客座教授,中国电子学会真空电子学分会委员,《真空电子技术》杂志编委,在国科大开设过包括“高级电磁理论”在内的三门课程。
王勇研究员长期从事大功率微波电真空器件的研究工作,主持了多项国家级科研项目和多项横向研究课题。他负责的“S波段宽带大功率速调管”项目,一次获得成功,主要技术指标达到了世界领先水平,并以第一排名,荣获2005年度“国防科学技术奖”二等奖;负责的某预研项目“S波段大功率速调管带宽扩展技术”,将速调管的工作带宽提高到了12.1%,再次刷新了世界同类速调管的带宽纪录;负责的国家级科研项目“50MW速调管的研制”,一次获得成功,主要技术指标达到了世界先进水平。该项目参加了国家“十五”重大科技成果展,受到了国内外同行的广泛好评。
“十一五”期间,王勇研究员领导的科研团队,完成了一项国家级科研项目“100MW速调管的研制”。该项目一次获得成功,参加了国家“十一五”重大科技成果展,受到了上级领导和专家的高度关注,并以第一排名,荣获2012年度“军队科技进步奖”二等奖。作为突出贡献者,王勇研究员在2011年,荣获“中国科学院杰出科技成就奖”。
纪奕才 博士,研究员,博士生导师,中国科学院大学教授。主要研究方向为月球与深空探测、电磁探测、毫米波/太赫兹成像技术、超宽带天线、电磁场数值计算、电磁兼容等。近年来主持完成了国家863项目1项、国家自然科学基金项目1项以及国家探月工程嫦娥四号项目1项,参与完成国家探月工程嫦娥三号/四号/五号项目、国家863项目、国家重点研发计划、国家自然科学基金项目等20多项科研任务的研制工作。在国内外发表学术论文100多篇,其中被SCI收录20多篇,被EI收录40多篇,获得国家发明专利授权10多项,国际专利授权1项。