MATLAB-Based Electromagnetics

Preț: 249,20 lei
Disponibilitate: la comandă
ISBN: 9780132857949
Anul publicării: 2014
Pagini: 416

DESCRIERE

Can be used to either complement available electromagnetics text, or as an independent resource. Designed primarily for undergraduate electromagnetics, but can also be used in follow-up courses on antennas, propagation, microwaves, advanced electromagnetic theory, computational electromagnetics, electrical machines, signal integrity, etc.


MATLAB-Based Electromagentics provides engineering and physics students and other users with an operational knowledge and firm grasp of electromagnetic fundamentals aimed toward practical engineering applications, by teaching them “hands on” electromagnetics through a unique and comprehensive collection of MATLAB computer exercises and projects. Essentially, the book unifies two themes: it presents and explains electromagnetics using MATLAB on one side, and develops and discusses MATLAB for electromagnetics on the other.

MATLAB codes described (and listed) in TUTORIALS or proposed in other exercises provide prolonged benefits of learning. By running codes; generating results, figures, and diagrams; playing movies and animations; and solving a large variety of problems in MATLAB, in class, with peers in study groups, or individually, students gain a deep understanding of electromagnetics.
- See more at: http://www.pearsonhighered.com/educator/product/MATLABBased-Electromagnetics/9780132857949.page#sthash.FO4NsC8N.dpuf

Features

Designed to support a variety of courses

MATLAB-Based Electromagnetics covers all important theoretical concepts, methodological procedures, and solution tools in electromagnetic fields and waves for undergraduates—organized in 12 chapters on electrostatic fields; steady electric currents; magnetostatic fields; time-varying electromagnetic fields; uniform plane electromagnetic waves; transmission lines; waveguides and cavity resonators; and antennas and wireless communication systems.

The book provides two interwoven themes: presentation and study of electromagnetics using MATLAB and development and discussion of MATLAB for electromagnetics
Provides a theoretical overview at the start of each section within each chapter of the book
Can be used to either complement another electromagnetics text, or as an independent resource
Designed primarily for undergraduate electromagnetics, but can also be used in follow-up courses on antennas, propagation, microwaves, advanced electromagnetic theory, computational electromagnetics, electrical machines, signal integrity, etc.
Allows for flexibility in coverage of the material, including the transmission-lines-early and transmission-lines-first approaches

Spark independent learning and classroom discussion

Assignments of computer exercises along with traditional “by hand” problems help students develop a stronger intuition and a deeper understanding of electromagnetics. Moreover, this approach actively challenges and involves the student, providing additional benefit as compared to a passive computer demonstration. This book provides abundant opportunities for instructors to assign in-class and homework projects, and for students to engage in independent learning. MATLAB exercises are also ideal for interactive in-class explorations and discussions (active teaching and learning), and for teamwork and peer instruction (collaborative teaching/learning).

Contains 389 MATLAB computer exercises and projects, covering and reinforcing practically all important theoretical concepts, methodologies, and problem-solving techniques in electromagnetic fields and waves
Maintains a favorable balance of MATLAB exercises between static (one third) and dynamic (two thirds) topics
Offers MATLAB exercises at all levels of difficulty, from a few lines of MATLAB code, to those requiring a great deal of initiative and exploration
Contains 125 TUTORIALS with detailed solutions merged with listings of MATLAB codes (m files); a demo tutorial for every class of MATLAB problems and projects is provided
Gives 98 HINTS with guidance on the solution, equations, and programming, often with portions of the code and/or resulting graphs and movie snapshots for validation
Features 48 3-D and 2-D movies developed and played in MATLAB, which are extremely valuable for interactive visualizations of fields and waves
Displays 133 figures generated in MATLAB with plots of geometries of structures, vector fields, guided and unbounded waves, wave polarization curves, Smith charts, transient signals, antenna patterns, etc.
Presents 16 graphical user interfaces (GUIs) built in MATLAB to calculate and display parameters and characteristics of various electromagnetic structures, materials, and systems, selected from a pop-up menu
Offers 130 MATLAB exercises recommended to be done also “by hand” – i.e., not using MATLAB, thus serving as traditional written problems

- See more at: http://www.pearsonhighered.com/educator/product/MATLABBased-Electromagnetics/9780132857949.page#sthash.FO4NsC8N.dpuf

Table of Contents

1 Electrostatic Field in Free Space 1
1.1 Coulomb’s Law . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.2 Electric Field Intensity Vector Due to Given Charge Distributions . . . . . . . . . 9
1.3 Electric Scalar Potential . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
1.4 Differential Relationship Between the Field and Potential in Electrostatics, Gradient 26
1.5 Electric Dipole . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
1.6 Gauss’ Law in Integral Form . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
1.7 Differential Form of Gauss’ Law, Divergence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
1.8 Method of Moments for Numerical Analysis of Charged Metallic Bodies . . . . . . 33
2 Electrostatic Field in Dielectrics 41
2.1 Characterization of Dielectric Materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
2.2 Dielectric—Dielectric Boundary Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
2.3 Poisson’s and Laplace’s Equations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
2.4 Finite-Difference Method for Numerical Solution of Laplace’s Equation . . . . . . . 51
2.5 Evaluation of Capacitances of Capacitors and Transmission Lines . . . . . . . . . . 59
2.6 Capacitors with Inhomogeneous Dielectrics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
2.7 Dielectric Breakdown in Electrostatic Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
3 Steady Electric Currents 73
3.1 Continuity Equation, Conductivity, and Ohm’s Law in Local Form . . . . . . . . . 73
3.2 Boundary Conditions for Steady Currents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
3.3 Relaxation Time . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
3.4 Resistance and Ohm’s Law . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
4 Magnetostatic Field in Free Space 86
4.1 Magnetic Force and Magnetic Flux Density Vector . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
4.2 Magnetic Field Computation Using Biot—Savart Law . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
4.3 Ampere’s Law in Integral Form . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
4.4 Differential Form of Ampere’s Law, Curl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
4.5 Magnetic Vector Potential . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
4.6 Magnetic Dipole . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
5 Magnetostatic Field in Material Media 106
5.1 Permeability of Magnetic Materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
5.2 Boundary Conditions for the Magnetic Field . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
5.3 Magnetic Circuits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
vi Contents, Preface, and m Files on Instructor Resources
6 Time-Varying Electromagnetic Field 118
6.1 Faraday’s Law of Electromagnetic Induction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
6.2 Self-Inductance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
6.3 Mutual Inductance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
6.4 Displacement Current . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
6.5 Maxwell’s Equations for the Time-Varying Electromagnetic Field . . . . . . . . . . 130
6.6 Boundary Conditions for the Time-Varying Electromagnetic Field . . . . . . . . . . 132
6.7 Time-Harmonic Electromagnetics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
6.8 Complex Representatives of Time-Harmonic Field and Circuit Quantities . . . . . 137
6.9 Instantaneous and Complex Poynting Vector . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
7 Uniform Plane Electromagnetic Waves 146
7.1 Time-Harmonic Uniform Plane Waves and Complex-Domain Analysis . . . . . . . 146
7.2 Arbitrarily Directed Uniform Plane Waves . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
7.3 Theory of Time-Harmonic Waves in Lossy Media . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
7.4 Wave Propagation in Good Dielectrics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
7.5 Wave Propagation in Good Conductors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
7.6 Skin Effect . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
7.7 Wave Propagation in Plasmas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
7.8 Polarization of Electromagnetic Waves . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163
8 Reflection and Transmission of Plane Waves 173
8.1 Normal Incidence on a Perfectly Conducting Plane . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
8.2 Normal Incidence on a Penetrable Planar Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180
8.3 Oblique Incidence on a Perfect Conductor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
8.4 Oblique Incidence on a Dielectric Boundary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192
8.5 Wave Propagation in Multilayer Media . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202
9 Field Analysis of Transmission Lines 204
9.1 Field Analysis of Lossless Transmission Lines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204
9.2 Transmission Lines with Small Losses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207
9.3 Evaluation of Primary and Secondary Circuit Parameters of Transmission Lines . . 212
9.4 Transmission Lines with Inhomogeneous Dielectrics . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213
9.5 Multilayer Printed Circuit Board . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213
10 Circuit Analysis of Transmission Lines 222
10.1 Telegrapher’s Equations and Their Solution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222
10.2 Reflection Coefficient for Transmission Lines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225
10.3 Transmission-Line Impedance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232
10.4 Complete Solution for Line Voltage and Current . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233
10.5 Short-Circuited, Open-Circuited, and Matched Transmission Lines . . . . . . . . . 235
10.6 Impedance-Matching Using Short- and Open-Circuited Stubs . . . . . . . . . . . . 237
10.7 The Smith Chart — Construction and Basic Properties . . . . . . . . . . . . . . . . 241
10.8 Circuit Analysis of Transmission Lines Using the Smith Chart . . . . . . . . . . . . 247
10.9 Transient Analysis of Transmission Lines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263
10.10 Step Response of Transmission Lines with Purely Resistive Terminations . . . . . 267
10.11 Analysis of Transmission Lines with Pulse Excitations . . . . . . . . . . . . . . . . 272
10.12 Bounce Diagrams . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279
10.13 Transient Response for Reactive Terminations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286
11 Waveguides and Cavity Resonators 291
11.1 Analysis of Rectangular Waveguides Based on Multiple Reflections of Plane Waves 291
11.2 Arbitrary TE and TM Modes in a Rectangular Waveguide . . . . . . . . . . . . . . 299
11.3 Wave Impedances of TE and TM Waves . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306
11.4 Power Flow Along a Waveguide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307
11.5 Waveguides With Small Losses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 310
11.6 Waveguide Dispersion and Group Velocity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312
11.7 Rectangular Cavity Resonators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314
11.8 Electromagnetic Energy Stored in a Cavity Resonator . . . . . . . . . . . . . . . . 316
11.9 Quality Factor of Rectangular Cavities with Small Losses . . . . . . . . . . . . . . 319
12 Antennas and Wireless Communication Systems 321
12.1 Electromagnetic Field due to a Hertzian Dipole . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321
12.2 Far Field . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323
12.3 Steps in Far Field Evaluation of an Arbitrary Antenna . . . . . . . . . . . . . . . . 326
12.4 Radiation and Ohmic Resistances of an Antenna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 328
12.5 Antenna Radiation Patterns, Directivity, and Gain . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331
12.6 Wire Dipole Antennas of Arbitrary Lengths . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 337
12.7 Theory of Receiving Antennas. Wireless Links with Nonaligned Wire Antennas . . 344
12.8 Friis Transmission Formula for a Wireless Link . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 350
12.9 Antenna Arrays . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 352

Appendix 1: Quantities, Symbols, Units, and Constants A-1
Appendix 2: Mathematical Facts and Identities A-4
A2.1 Trigonometric Identities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . A-4
A2.2 Exponential, Logarithmic, and Hyperbolic Identities . . . . . . . . . . . . . . . . . A-4
A2.3 Solution of Quadratic Equation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . A-5
A2.4 Approximations for Small Quantities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . A-5
A2.5 Derivatives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . A-5
A2.6 Integrals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . A-5
A2.7 Vector Algebraic Identities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . A-5
A2.8 Vector Calculus Identities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . A-6
A2.9 Gradient, Divergence, Curl, and Laplacian in Orthogonal Coordinate Systems . . A-6
A2.10 Vector Algebra and Calculus Index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . A-7
Appendix 3: List of MATLAB Exercises A-8
Bibliography A-22
Index A-25
- See more at: http://www.pearsonhighered.com/educator/product/MATLABBased-Electromagnetics/9780132857949.page#sthash.FO4NsC8N.dpuf

About the Author(s)

Branislav M. Notaroš received the Dipl.Ing. (B.Sc.), M.Sc., and Ph.D. degrees in electrical engineering from the University of Belgrade, Belgrade, Yugoslavia, in 1988, 1992, and 1995, respectively. From 1996 to 1998, he was an Assistant Professor in the Department of Electrical Engineering at the University of Belgrade, and before that, from 1989 to 1996, a Teaching and Research Assistant (faculty position) in the same department. He spent the 1998-1999 academic year as a Research Associate at the University of Colorado at Boulder. He was an Assistant Professor, from 1999 to 2004, and Associate Professor (with Tenure), from 2004 to 2006, in the Department of Electrical and Computer Engineering at the University of Massachusetts Dartmouth. He is currently an Associate Professor (with Tenure) of electrical and computer engineering at Colorado State University.

Research activities of Prof. Notaroš are in applied computational electromagnetics, antennas, and microwaves. His research publications so far include 22 journal papers, 58 conference papers and abstracts, and a chapter in a monograph. His main contributions are in higher order computational electromagnetic techniques based on the method of moments, finite element method, physical optics, domain decomposition method, and hybrid methods as applied to modeling and design of antennas and microwave circuits and devices for wireless technology. He has produced several Ph.D. and M.S. graduates. Prof. Notaroš’ teaching activities are in theoretical, computational, and applied electromagnetics. He is the author of the Electromagnetics Concept Inventory (EMCI), an assessment tool for electromagnetic fields and waves. He has published 3 workbooks in electromagnetics and in fundamentals of electrical engineering (basic circuits and fields). He has taught a variety of undergraduate and graduate courses in electromagnetic theory, antennas and propagation, computational electromagnetics, fundamentals of electrical engineering, electromagnetic compatibility, and signal integrity. He has been consistently extremely highly rated by his students in all courses, and most notably in undergraduate electromagnetics courses (even though undergraduates generally find these mandatory courses quite difficult and challenging).

Dr. Notaroš was the recipient of the 2005 IEEE MTT-S Microwave Prize, Microwave Theory and Techniques Society of the Institute of Electrical and Electronics Engineers (best-paper award for IEEE Transactions on MTT), 1999 IEE Marconi Premium, Institution of Electrical Engineers, London, UK (best-paper award for IEE Proceedings on Microwaves, Antennas and Propagation), 1999 URSI Young Scientist Award, International Union of Radio Science, Toronto, Canada, 2005 UMD Scholar of the Year Award, University of Massachusetts Dartmouth, 2004 Dean’s Recognition Award, College of Engineering, University of Massachusetts Dartmouth, 2009 and 2010 ECE Excellence in Teaching Awards (by nominations and votes of ECE students), Colorado State University, and 2010 George T. Abell Outstanding Teaching and Service Faculty Award, College of Engineering, Colorado State University.
- See more at: http://www.pearsonhighered.com/educator/product/MATLABBased-Electromagnetics/9780132857949.page#sthash.FO4NsC8N.dpuf

Poate fi folosit pentru a completa fie în text electromagnetice disponibil , sau ca o resursă independentă . Proiectat în primul rând pentru electromagnetice de licență , dar poate fi , de asemenea, utilizat în follow - up cursuri de la antene , propagare , cuptoare cu microunde , teoria electromagnetica a avansat , electromagnetice de calcul , masini electrice , semnal de Integritate , etc


MATLAB - Based Electromagentics oferă studenților de inginerie și fizică și a altor utilizatori cu o cunoaștere și înțelegere fermă operațională a fundamentelor electromagnetice menite spre aplicatii de inginerie practice , învățându-i " hands on" electromagnetice printr- o colecție unică și completă a MATLAB exerciții de calculator și proiecte . În esență , cartea unifică două teme : ea prezintă și explică electromagnetice folosind MATLAB pe de o parte , și dezvoltă și discută MATLAB pentru electromagnetismul pe de altă parte .

Codurile MATLAB descris ( și listate ) în tutoriale sau propuse în alte exerciții oferi beneficii prelungite de învățare . De codurile de funcționare; generarea de rezultate , figuri , și diagrame , redarea de filme și animații , și a rezolva o mare varietate de probleme în MATLAB , în clasă, cu colegii în grupuri de studiu , sau individual , elevii obține o înțelegere profundă a electromagnetice .
- Vezi mai multe la :

caracteristici

Conceput pentru a susține o varietate de cursuri

Electromagnetics Matlab bazate pe acoperă toate conceptele importante teoretice , proceduri metodologice , și pentru soluții în câmpuri electromagnetice si valuri de studenti , organizate în 12 capitole pe domenii electrostatice ; curenți de echilibru electrice , câmpurile magnetice ; câmpuri electromagnetice care variază în timp , undele electromagnetice uniforme de avion ; linii de transport , ghiduri de unda si rezonatoare cavitatea , și antene și sisteme de comunicații fără fir .

Cartea oferă două teme împletite : prezentarea și studiul de electromagnetice folosind MATLAB și dezvoltarea și discutarea MATLAB pentru electromagnetice
Oferă o imagine de ansamblu teoretică la începutul fiecărei secțiuni în cadrul fiecărui capitol al cărții
Poate fi folosit pentru a completa , fie un alt text electromagnetice , sau ca o resursă independentă
Proiectat în primul rând pentru electromagnetice de licență , dar poate fi , de asemenea, utilizat în follow - up cursuri de la antene , propagare , cuptoare cu microunde , teoria electromagnetica a avansat , electromagnetice de calcul , masini electrice , semnal de Integritate , etc
Permite flexibilitate în acoperirea de materiale, inclusiv abordări de transmisie - linii - precoce și de transmisie - linii , primul

Spark învățarea independentă și discuție cu elevii

Misiuni de exerciții de calculator , împreună cu tradiționale " de mână" problemele ajuta pe elevi să dezvolte o intuiție puternică și o înțelegere mai profundă a electromagnetice . Mai mult decât atât , această abordare provoacă în mod activ și implică student , oferind beneficii suplimentare în comparație cu o demonstrație calculator pasiv . Această carte oferă oportunități abundente de instructori pentru a atribui în clasă și proiecte de teme , și pentru ca elevii să se implice în procesul de învățare independentă . Exercitii MATLAB sunt , de asemenea, ideale pentru explorarea interactive în clasă și discuții ( activitatea de predare și învățare ) , precum și pentru munca în echipă și instruire la egal la egal ( colaborare predare / învățare ) .

Conține 389 MATLAB exerciții de calculator și proiecte , care acoperă și consolidarea practic toate conceptele teoretice importante , metodologii , și tehnici de rezolvare a problemelor în câmpuri electromagnetice si valuri
Menține un echilibru favorabil de exercitii MATLAB între static ( o treime ) și ( două treimi ) subiecte dinamice
Oferte exercitii MATLAB la toate nivelurile de dificultate , de la câteva linii de cod MATLAB , pentru cele care necesită o mare de inițiative și explorare
Conține 125 Tutoriale cu soluții detaliate fuzionat cu proprietăți de coduri MATLAB ( fișiere M) , un tutorial demo pentru fiecare clasă de probleme și proiecte MATLAB este furnizat
Da 98 SFATURI cu orientare pe soluție , ecuații , și de programare , de multe ori cu porțiuni de cod și / sau grafice și instantanee de film pentru validare rezultat
Caracteristici 48 3 - D și filme 2 - D a dezvoltat și a jucat în MATLAB , care sunt extrem de valoroase pentru vizualizări interactive de câmpuri și valuri
Afișează 133 de cifre generate in MATLAB cu parcele de geometrii de structuri , câmpuri vectoriale , unde ghidate și nelimitat , curbele de polarizare val , Smith grafice , semnale tranzitorii , modele de antenă , etc
Prezintă 16 interfețe grafice ( GUI ), construite în MATLAB pentru a calcula și afișa parametrii și caracteristicile diferitelor structuri electromagnetice , materiale si sisteme , selectate dintr-un meniu pop - up
Oferă 130 MATLAB exerciții recomandat să fie făcut , de asemenea, " de mână " - adică , nu folosind MATLAB , servind astfel ca problemele tradiționale scrise

- Vezi mai multe la :

Cuprins

1 câmp electrostatic în spațiu liber 1
1.1 Legea lui Coulomb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.2 Câmpul electric Vector Intensitate Datorită repartizării Charge date. . . . . . . . . 9
1.3 potential electric scalar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
1.4 Relația diferența dintre câmp și potențial în Electrostatica , Gradient 26
1,5 electrice dipol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Legea 1,6 Gauss ", prezentate în forma integrală . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
1.7 Forma diferențială a legii lui Gauss " , divergență . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
1.8 Metoda de Momente de analiză numerică a corpurilor metalice taxat. . . . . . 33
2 camp electrostatic în dielectrici 41
2.1 caracterizarea materialelor dielectrice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
2.2 limită Condițiile dielectrică - dielectrice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
2.3 Poisson si ecuatii Laplace lui . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
2.4 Finite - diferenta metoda pentru rezolvarea numerica a ecuatiei lui Laplace . . . . . . . 51
2.5 Evaluarea Capacitances de condensatoare și linii de transport . . . . . . . . . . 59
2.6 Condensatori cu dielectrici neomogene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
2.7 Defalcarea dielectrică în sisteme electrostatice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
3 curenti electrici de echilibru 73
3.1 Ecuația de continuitate , conductivitate , iar legea lui Ohm în formă locală . . . . . . . . . 73
3.2 Condiții limită pentru curenți de echilibru. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
3.3 Timpul de relaxare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
3.4 Rezistența și legea lui Ohm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
4 Domeniul magnetice statice în spațiu liber 86
4.1 forță magnetică și magnetică Vector densitatea de flux . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
4.2 Calculul campului magnetic Utilizarea Legea Biot - Savart . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
Legea 4.3 amperi în formă Integral . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
4.4 Forma diferențială de legea lui Ampere , Curl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
4.5 potențial magnetic vector . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
4.6 magnetic dipol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
5 Domeniul magnetice statice în mass-media materiale 106
5.1 Permeabilitatea de Materiale magnetice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
5.2 Condiții limită pentru câmpul magnetic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
5.3 circuite magnetice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
Cuprins vi , Prefață , și m Fișiere pe Resurse Instructor
6 variabile în timp de câmp electromagnetic 118
Legea 6.1 lui Faraday de inducție electromagnetică . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
6.2 auto - inductanță . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
6.3 inductanța mutuală . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
6.4 cu curent . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
Ecuațiile 6.5 Maxwell pentru câmpul electromagnetic variabil în timp . . . . . . . . . . 130
6.6 Condiții limită pentru câmpului electromagnetic variabil în timp . . . . . . . . . . 132
6,7 Electromagnetics Time- armonice. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
6,8 Reprezentanții complexe de câmp Time- Harmonic și cantitățile circuit. . . . . 137
6.9 instantanee și Complexul Vector Poynting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
7 uniforme de avion Undele electromagnetice 146
7.1 Time- Harmonic unde plane uniforme și analize complexe , domeniu. . . . . . . 146
7.2 Regizat arbitrar unde plane uniforme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
7.3 Teoria Waves Time- armonică Cu pierderi mass-media . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
7.4 de propagare a undei in dielectrici bune . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
7.5 de propagare a undei în bune conductoare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
7.6 efectul de piele . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
7.7 propagare a undelor în plasme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
7.8 Polarizarea undelor electromagnetice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163
8 reflecție și de transmisie de unde plane 173
8.1 incidență normală pe un plan perfect Efectuarea . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
8.2 incidență normală pe o interfață Planar penetrabil . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180
8.3 Incidenta Oblique pe un conductor perfect . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
8.4 Incidenta oblică pe o limită dielectrice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192
8.5 de propagare a undei în Multilayer mass-media . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202
9 Analiza domeniul liniilor de transmisie 204
9.1 Analiza domeniul liniilor transmisie fără pierderi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204
9.2 Linii de transmisie cu pierderi mici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207
9.3 Evaluarea parametrilor circuitului primar și secundar Linii de transmisie . . 212
9,4 liniilor de transport cu dielectrici neomogene . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213
9.5 multistrat Printed Circuit Board . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213
10 Circuit Analiza liniilor de transport 222
Ecuațiile 10.1 telegrafist si rezolvarea lor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222
10.2 coeficient de reflexie pentru linii . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225
10.3 Transmisie -Line Impedanta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232
10.4 soluție completă pentru Tensiune rețea și actuale. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233
10.5 scurtcircuitate , deschis - circuitat , și Potrivire Linii de transmisie . . . . . . . . . 235
10.6 Impedanta de potrivire folosind Ciorne deschis - circuitat scurt și . . . . . . . . . . . . 237
10.7Smith Chart - Construcții și proprietățile de bază . . . . . . . . . . . . . . . . 241
10.8 Circuit Analiza liniilor de transport a folosi diagrama Smith . . . . . . . . . . . . 247
10.9 Analiza tranzitorie liniilor de transport . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263
Răspunsul Pasul 10.10 liniilor de transport cu capăt pur rezistivă . . . . . 267
10.11 Analiza liniilor de transport cu excitațiilor Pulse . . . . . . . . . . . . . . . . 272
10.12 Diagrame Bounce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279
10.13 răspuns tranzitoriu pentru Terminale reactive . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286
11 ghiduri de unda si rezonatoare dubli 291
11.1 Analiza de ghiduri de unda rectangulare baza Reflecții multe de unde plane 291
11.2 arbitrare TE și TM moduri într-un ghid de undă dreptunghiulară. . . . . . . . . . . . . . 299
11.3 impedanțe de undă ale TE și TM valuri. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306
11.4 fluxului de energie De-a lungul unui ghid de undă . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307
11,5 ghiduri de unda cu pierderi mici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 310
11.6 dispersie ghid de undă și viteza de grup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312
11,7 Rezonatori cavitate dreptunghiulară. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314
11.8 Energie electromagnetică stocate într-o cavitate rezonator . . . . . . . . . . . . . . . . 316
11,9 Factor de calitate a cariilor rectangulare cu pierderi mici . . . . . . . . . . . . . . 319
12 Antene și sisteme de comunicații fără fir 321
12.1 Câmpul electromagnetic produs de un dipol hertzian . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321
12.2 câmp la distanță . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323
12,3 Pași în Extremul evaluarea în teren a unei antene arbitrar. . . . . . . . . . . . . . . . 326
12.4 radiațiilor și rezistențe ohmice de o antenă . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 328
12.5 Modele Antena radiații, directivitate , și să câștige. . . . . . . . . . . . . . . . . . 331
12.6 sârmă Antena bipolara de lungimi de arbitrare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 337
12.7 Teoria de antene de receptie . Link-uri wireless cu antene de sârmă nealiniere . . 344
12.8 Friis Transmisie Formula pentru o conexiune wireless . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 350
12,9 Arrays antenă. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 352

Anexa 1 : Cantitățile , simboluri, unități , și constantele A - 1
Anexa 2 : Date matematice și identități A - 4
A2.1 Identități trigonometrice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . A - 4
A2.2 Identități exponențiale , logaritmice , și hiperbolic . . . . . . . . . . . . . . . . . A - 4
A2.3 Soluție de ecuația de gradul . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . A - 5
A2.4 aproximări pentru cantități mici. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . A - 5
A2.5 derivate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . A - 5
A2.6 Integrale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . A - 5
A2.7 Vector Identități algebrice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . A - 5
A2.8 Vector Identități calcul. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . A - 6
A2.9 Gradient , Divergenta , Curl , și laplacian în sisteme de coordonate ortogonale . . A - 6
A2.10 Algebra Vector și Indicele de calcul . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . A- 7
Anexa 3 : Lista de MATLAB exercită o - 8
Bibliografie A - 22
Index A - 25
- Vezi mai multe la :

Despre autor ( i )

Branislav M. Notaroš primit Dipl.Ing . ( B.Sc. ) , master , doctorat și de grade în inginerie electrică de la Universitatea din Belgrad , Belgrad , Iugoslavia , în 1988 , 1992 și 1995 , respectiv . Din 1996 până în 1998, el a fost un profesor asistent in cadrul Departamentului de Inginerie Electrica la Universitatea din Belgrad , și înainte de faptul că , 1989-1996 , o învățătură și asistent de cercetare ( poziția de facultate ), în cadrul aceluiași departament . El a petrecut anul universitar 1998-1999 ca un asociat de cercetare de la Universitatea din Colorado, la Boulder . El a fost un profesor asistent , 1999-2004 , și profesor asociat ( titular ) , între 2004 și 2006 , în cadrul Departamentului de Inginerie Electrica si Informatica de la Universitatea din Massachusetts Dartmouth . El este in prezent profesor asociat ( titular ) de inginerie electrica si calculatoare la Universitatea de Stat din Colorado .

Activitățile de cercetare ale Prof. Notaroš sunt în electromagnetismul aplicate de calcul , antene , și cuptoare cu microunde . Publicațiile sale de cercetare includ până acum 22 de lucrări de jurnal , 58 de texte de conferință și rezumate , și un capitol dintr-o monografie . Contribuțiile sale principale sunt în ordine tehnici superioare electromagnetice de calcul bazate pe metoda de momente , metoda cu element finit , optica fizică , metoda de descompunere domeniu , și metode hibride fi aplicat la modelarea si proiectarea de antene și circuite cu microunde și dispozitive pentru tehnologia fără fir . El a produs mai multe doctorat și S.M. absolvenți . Activități de predare Prof. Notaroš " sunt în electromagnetismul teoretice , de calcul , și aplicate . El este autorul a Electromagnetics Inventarul Concept ( EMCI ) , un instrument de evaluare pentru câmpurile electromagnetice si valuri . El a publicat trei registre de lucru în electromagnetismul și în fundamentele de inginerie electrică ( circuite de bază și câmpuri ) . El a predat o varietate de cursuri universitare și postuniversitare în teoria electromagnetica , antene și propagare , electromagnetice de calcul , fundamentele ingineriei electrice , compatibilitate electromagnetică , și integritatea semnalului . El a fost în mod constant extrem de apreciat de studenții săi de la toate cursurile , și mai ales în cursurile universitare electromagnetice ( chiar dacă studenții găsi , în general, aceste cursuri obligatorii destul de dificil și provocator ) .

Dr. Notaroš a fost beneficiarul a IEEE MTT - S Cuptor cu microunde Premiul din 2005 , Teoria microunde si tehnici Societatea de Institutul de Inginerie Electrică și Electronică ( premiul cel mai bun - de hârtie pentru IEEE Transactions pe MTT ) , 1999 IEE Marconi Premium , Institutul de Inginerie Electrică , Londra , Marea Britanie ( premiul cel mai bine - hârtie pentru procedurile IEE pe cuptoare cu microunde, Antene și propagare ) , 1999 ursi Young Scientist Award , Uniunea Internațională de Radio Știință , Toronto , Canada , 2005 UMD Academic al Anului , Universitatea din Massachusetts Dartmouth , 2004 Premiul Dean de recunoaștere , Colegiul de Inginerie , Universitatea din Massachusetts Dartmouth , 2009 și 2010 Excelenta ECE în Awards predare ( cu nominalizări și voturile elevi ECE ) , Universitatea de Stat din Colorado , și 2010 George T. Abell predare restante și Serviciul Facultatea Award , Colegiul de Inginerie , Universitatea de Stat din Colorado .

RECENZII

Spune-ne opinia ta despre acest produs! scrie o recenzie
Created in 0.0467 sec