Theory and Computation of Electromagnetic Fields

Name: Theory and Computation of Electromagnetic Fields
Brand: Wiley-IEEE Press
Price: 116.99 EUR
Availability: OnlineOnly

Jian-Ming Jin(Autor*in)

Wiley-IEEE Press

2. Auflage

Erschienen am 10. August 2015

744 Seiten

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978-1-119-10808-5 (ISBN)

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Inhalt

1 - Cover???????????????????????? [Seite 1]
2 - Title Page?????????????????????????????????? [Seite 5]
3 - Copyright???????????????????????????????? [Seite 6]
4 - Contents?????????????????????????????? [Seite 7]
5 - Preface???????????????????????????? [Seite 17]
6 - Acknowledgments???????????????????????????????????????????? [Seite 23]
7 - Part I Electromagnetic Field Theory???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 25]
7.1 - Chapter 1 Basic Electromagnetic Theory?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 27]
7.1.1 - 1.1 Review of Vector Analysis???????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 27]
7.1.1.1 - 1.1.1 Vector Operations and Integral Theorems???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 28]
7.1.1.2 - 1.1.2 Symbolic Vector Method?????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 30]
7.1.1.3 - 1.1.3 Helmholtz Decomposition Theorem???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 33]
7.1.1.4 - 1.1.4 Green's Theorems?????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 33]
7.1.2 - 1.2 Maxwell's Equations in Terms of Total Charges and Currents?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 35]
7.1.2.1 - 1.2.1 Maxwell's Equations in Integral Form?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 36]
7.1.2.2 - 1.2.2 Maxwell's Equations in Differential Form?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 41]
7.1.2.3 - 1.2.3 Current Continuity Equation???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 41]
7.1.2.4 - 1.2.4 The Lorentz Force Law???????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 42]
7.1.3 - 1.3 Constitutive Relations?????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 42]
7.1.3.1 - 1.3.1 Electric Polarization???????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 43]
7.1.3.2 - 1.3.2 Magnetization???????????????????????????????????????????????????? [Seite 45]
7.1.3.3 - 1.3.3 Electric Conduction???????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 46]
7.1.3.4 - 1.3.4 Classification of Media???????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 47]
7.1.4 - 1.4 Maxwell's Equations in Terms of Free Charges and Currents???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 49]
7.1.5 - 1.5 Boundary Conditions???????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 51]
7.1.6 - 1.6 Energy, Power, and Poynting's Theorem???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 55]
7.1.7 - 1.7 Time-Harmonic Fields?????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 57]
7.1.7.1 - 1.7.1 Time-Harmonic Fields?????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 57]
7.1.7.2 - 1.7.2 Fourier Transforms?????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 59]
7.1.7.3 - 1.7.3 Complex Power???????????????????????????????????????????????????? [Seite 61]
7.1.7.4 - 1.7.4 Complex Permittivity and Permeability???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 66]
7.1.8 - References?????????????????????????????????? [Seite 70]
7.1.9 - Problems?????????????????????????????? [Seite 70]
7.2 - Chapter 2 Electromagnetic Radiation in Free Space???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 77]
7.2.1 - 2.1 Scalar and Vector Potentials?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 77]
7.2.1.1 - 2.1.1 Static Fields???????????????????????????????????????????????????? [Seite 78]
7.2.1.2 - 2.1.2 Time-Harmonic Fields and the Lorenz Gauge Condition???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 82]
7.2.2 - 2.2 Solution of Vector Potentials in Free Space???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 85]
7.2.2.1 - 2.2.1 Delta Function and Green's Function???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 85]
7.2.2.2 - 2.2.2 Green's Function in Free Space?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 86]
7.2.2.3 - 2.2.3 Field-Source Relations in Free Space?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 87]
7.2.2.4 - 2.2.4 Why Use Auxiliary Potential Functions???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 88]
7.2.2.5 - 2.2.5 Free-Space Dyadic Green's Functions???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 90]
7.2.3 - 2.3 Electromagnetic Radiation in Free Space???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 93]
7.2.3.1 - 2.3.1 Infinitesimal Electric Dipole???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 93]
7.2.3.2 - 2.3.2 Finite Electric Dipole?????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 96]
7.2.3.3 - 2.3.3 Far-Field Approximation and the Sommerfeld Radiation Condition?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 97]
7.2.3.4 - 2.3.4 Circular Current Loop and Magnetic Dipole???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 100]
7.2.4 - 2.4 Radiation by Surface Currents and Phased Arrays???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 102]
7.2.4.1 - 2.4.1 Radiation by a Surface Current?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 102]
7.2.4.2 - 2.4.2 Radiation by a Phased Array???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 105]
7.2.5 - References?????????????????????????????????? [Seite 108]
7.2.6 - Problems?????????????????????????????? [Seite 109]
7.3 - Chapter 3 Electromagnetic Theorems and Principles???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 113]
7.3.1 - 3.1 Uniqueness Theorem?????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 114]
7.3.2 - 3.2 Image Theory?????????????????????????????????????????????? [Seite 118]
7.3.2.1 - 3.2.1 Basic Image Theory?????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 118]
7.3.2.2 - 3.2.2 Half-Space Field-Source Relations???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 123]
7.3.3 - 3.3 Reciprocity Theorems?????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 125]
7.3.3.1 - 3.3.1 General Reciprocity Theorem???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 125]
7.3.3.2 - 3.3.2 Lorentz Reciprocity Theorem???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 126]
7.3.3.3 - 3.3.3 Rayleigh-Carson Reciprocity Theorem???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 127]
7.3.4 - 3.4 Equivalence Principles?????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 131]
7.3.4.1 - 3.4.1 Surface Equivalence Principle???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 131]
7.3.4.2 - 3.4.2 Application to Scattering by a Conducting Object?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 133]
7.3.4.3 - 3.4.3 Application to Scattering by a Dielectric Object?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 138]
7.3.4.4 - 3.4.4 Volume Equivalence Principle?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 140]
7.3.5 - 3.5 Duality Principle???????????????????????????????????????????????????????? [Seite 144]
7.3.6 - 3.6 Aperture Radiation and Scattering???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 145]
7.3.6.1 - 3.6.1 Equivalent Problems???????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 145]
7.3.6.2 - 3.6.2 Babinet's Principle???????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 148]
7.3.6.3 - 3.6.3 Complementary Antennas?????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 151]
7.3.7 - References?????????????????????????????????? [Seite 152]
7.3.8 - Problems?????????????????????????????? [Seite 153]
7.4 - Chapter 4 Transmission Lines and Plane Waves?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 159]
7.4.1 - 4.1 Transmission Line Theory?????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 159]
7.4.1.1 - 4.1.1 Governing Differential Equations and General Solutions?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 159]
7.4.1.2 - 4.1.2 Reflection and Transmission???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 162]
7.4.1.3 - 4.1.3 Green's Function and Eigenfunction Expansion?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 164]
7.4.2 - 4.2 Wave Equations and General Solutions?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 168]
7.4.2.1 - 4.2.1 Wave Equations and Solution by Separation of Variables?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 168]
7.4.2.2 - 4.2.2 Characteristics of a Plane Wave???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 170]
7.4.2.3 - 4.2.3 Wave Velocities and Attenuation???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 171]
7.4.2.4 - 4.2.4 Linear, Circular, and Elliptical Polarizations?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 175]
7.4.2.5 - 4.2.5 Wave Propagation in Metamaterials???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 178]
7.4.3 - 4.3 Plane Waves Generated by a Current Sheet?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 180]
7.4.4 - 4.4 Reflection and Transmission???????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 183]
7.4.4.1 - 4.4.1 Reflection and Transmission at Normal Incidence???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 183]
7.4.4.2 - 4.4.2 Reflection and Transmission at Oblique Incidence?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 185]
7.4.4.3 - 4.4.3 Total Transmission and Total Reflection???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 188]
7.4.4.4 - 4.4.4 Transmission into a Left-Handed Medium?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 192]
7.4.4.5 - 4.4.5 Plane Waves Versus Transmission Lines???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 194]
7.4.5 - 4.5 Plane Waves in Anisotropic and Bi-Isotropic Media???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 198]
7.4.5.1 - 4.5.1 Plane Waves in Uniaxial Media???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 198]
7.4.5.2 - 4.5.2 Plane Waves in Gyrotropic Media???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 203]
7.4.5.3 - 4.5.3 Plane Waves in Chiral Media???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 207]
7.4.6 - References?????????????????????????????????? [Seite 214]
7.4.7 - Problems?????????????????????????????? [Seite 215]
7.5 - Chapter 5 Fields and Waves in Rectangular Coordinates???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 223]
7.5.1 - 5.1 Uniform Waveguides?????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 223]
7.5.1.1 - 5.1.1 General Analysis?????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 224]
7.5.1.2 - 5.1.2 General Characteristics???????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 228]
7.5.1.3 - 5.1.3 Uniform Rectangular Waveguide???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 232]
7.5.1.4 - 5.1.4 Losses in Waveguides and Attenuation Constant???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 239]
7.5.2 - 5.2 Uniform Cavities?????????????????????????????????????????????????????? [Seite 244]
7.5.2.1 - 5.2.1 General Theory?????????????????????????????????????????????????????? [Seite 245]
7.5.2.2 - 5.2.2 Rectangular Cavity?????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 247]
7.5.2.3 - 5.2.3 Material and Geometry Perturbations???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 250]
7.5.3 - 5.3 Partially Filled Waveguides and Dielectric Slab Waveguides?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 253]
7.5.3.1 - 5.3.1 General Theory?????????????????????????????????????????????????????? [Seite 253]
7.5.3.2 - 5.3.2 Partially Filled Rectangular Waveguide?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 255]
7.5.3.3 - 5.3.3 Dielectric Slab Waveguide on a Ground Plane???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 260]
7.5.4 - 5.4 Field Excitation in Waveguides?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 265]
7.5.4.1 - 5.4.1 Excitation by Planar Surface Currents???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 266]
7.5.4.2 - 5.4.2 Excitation by General Volumetric Currents???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 267]
7.5.5 - 5.5 Fields in Planar Layered Media?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 269]
7.5.5.1 - 5.5.1 Spectral Green's Function and Sommerfeld Identity???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 269]
7.5.5.2 - 5.5.2 Vertical Electric Dipole above a Layered Medium???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 271]
7.5.5.3 - 5.5.3 Horizontal Electric Dipole above a Layered Medium???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 273]
7.5.5.4 - 5.5.4 Dipoles on a Grounded Dielectric Slab???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 275]
7.5.6 - References?????????????????????????????????? [Seite 281]
7.5.7 - Problems?????????????????????????????? [Seite 281]
7.6 - Chapter 6 Fields and Waves in Cylindrical Coordinates???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 285]
7.6.1 - 6.1 Solution of Wave Equation???????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 285]
7.6.1.1 - 6.1.1 Solution by Separation of Variables???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 286]
7.6.1.2 - 6.1.2 Cylindrical Wave Functions?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 287]
7.6.2 - 6.2 Circular and Coaxial Waveguides and Cavities?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 290]
7.6.2.1 - 6.2.1 Circular Waveguide?????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 291]
7.6.2.2 - 6.2.2 Coaxial Waveguide???????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 297]
7.6.2.3 - 6.2.3 Cylindrical Cavity?????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 300]
7.6.3 - 6.3 Circular Dielectric Waveguide???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 303]
7.6.3.1 - 6.3.1 Analysis of Hybrid Modes?????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 303]
7.6.3.2 - 6.3.2 Characteristics of Hybrid Modes???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 307]
7.6.4 - 6.4 Wave Transformation and Scattering Analysis???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 311]
7.6.4.1 - 6.4.1 Wave Transformation???????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 312]
7.6.4.2 - 6.4.2 Scattering by a Circular Conducting Cylinder?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 313]
7.6.4.3 - 6.4.3 Scattering by a Circular Dielectric Cylinder?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 317]
7.6.4.4 - 6.4.4 Scattering by a Circular Multilayer Dielectric Cylinder???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 320]
7.6.5 - 6.5 Radiation by Infinitely Long Currents???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 324]
7.6.5.1 - 6.5.1 Line Current Radiation in Free Space?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 324]
7.6.5.2 - 6.5.2 Radiation by a Cylindrical Surface Current?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 328]
7.6.5.3 - 6.5.3 Radiation in the Presence of a Circular Conducting Cylinder???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 330]
7.6.5.4 - 6.5.4 Radiation in the Presence of a Conducting Wedge???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 333]
7.6.5.5 - 6.5.5 Radiation by a Finite Current???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 336]
7.6.6 - References?????????????????????????????????? [Seite 343]
7.6.7 - Problems?????????????????????????????? [Seite 344]
7.7 - Chapter 7 Fields and Waves in Spherical Coordinates???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 349]
7.7.1 - 7.1 Solution of Wave Equation???????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 349]
7.7.1.1 - 7.1.1 Solution by Separation of Variables???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 349]
7.7.1.2 - 7.1.2 Spherical Wave Functions?????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 352]
7.7.1.3 - 7.1.3 TEr and TMr Modes???????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 353]
7.7.2 - 7.2 Spherical Cavity?????????????????????????????????????????????????????? [Seite 355]
7.7.3 - 7.3 Biconical Antenna???????????????????????????????????????????????????????? [Seite 359]
7.7.3.1 - 7.3.1 Infinitely Long Model???????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 359]
7.7.3.2 - 7.3.2 Finite Biconical Antenna?????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 363]
7.7.4 - 7.4 Wave Transformation and Scattering Analysis???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 365]
7.7.4.1 - 7.4.1 Wave Transformation???????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 366]
7.7.4.2 - 7.4.2 Expansion of a Plane Wave???????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 368]
7.7.4.3 - 7.4.3 Scattering by a Conducting Sphere???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 371]
7.7.4.4 - 7.4.4 Scattering by a Dielectric Sphere???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 376]
7.7.4.5 - 7.4.5 Scattering by a Multilayer Dielectric Sphere?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 381]
7.7.5 - 7.5 Addition Theorem and Radiation Analysis???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 384]
7.7.5.1 - 7.5.1 Addition Theorem for Spherical Wave Functions???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 384]
7.7.5.2 - 7.5.2 Radiation of a Spherical Surface Current?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 386]
7.7.5.3 - 7.5.3 Radiation in the Presence of a Sphere???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 392]
7.7.5.4 - 7.5.4 Radiation in the Presence of a Conducting Cone?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 394]
7.7.6 - References?????????????????????????????????? [Seite 401]
7.7.7 - Problems?????????????????????????????? [Seite 401]
8 - Part II Electromagnetic Field Computation???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 407]
8.1 - Chapter 8 The Finite Difference Method?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 409]
8.1.1 - 8.1 Finite Differencing Formulas?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 409]
8.1.2 - 8.2 One-Dimensional Analysis?????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 411]
8.1.2.1 - 8.2.1 Solution of the Diffusion Equation?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 411]
8.1.2.2 - 8.2.2 Solution of the Wave Equation???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 413]
8.1.2.3 - 8.2.3 Stability Analysis?????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 414]
8.1.2.4 - 8.2.4 Numerical Dispersion Analysis???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 416]
8.1.3 - 8.3 Two-Dimensional Analysis?????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 417]
8.1.3.1 - 8.3.1 Analysis in the Time Domain???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 417]
8.1.3.2 - 8.3.2 Analysis in the Frequency Domain?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 419]
8.1.4 - 8.4 Yee's FDTD Scheme???????????????????????????????????????????????????????? [Seite 421]
8.1.4.1 - 8.4.1 Two-Dimensional Analysis?????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 421]
8.1.4.2 - 8.4.2 Three-Dimensional Analysis?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 423]
8.1.5 - 8.5 Absorbing Boundary Conditions???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 426]
8.1.5.1 - 8.5.1 One-Dimensional ABC???????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 427]
8.1.5.2 - 8.5.2 Two-Dimensional ABCs?????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 428]
8.1.5.3 - 8.5.3 Perfectly Matched Layers?????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 430]
8.1.6 - 8.6 Modeling of Dispersive Media?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 441]
8.1.6.1 - 8.6.1 Recursive Convolution Approach?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 441]
8.1.6.2 - 8.6.2 Auxiliary Differential Equation Approach?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 444]
8.1.7 - 8.7 Wave Excitation and Far-Field Calculation???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 446]
8.1.7.1 - 8.7.1 Modeling of Wave Excitation???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 446]
8.1.7.2 - 8.7.2 Near-to-Far-Field Transformation?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 450]
8.1.8 - 8.8 Summary???????????????????????????????????? [Seite 451]
8.1.9 - References?????????????????????????????????? [Seite 452]
8.1.10 - Problems?????????????????????????????? [Seite 453]
8.2 - Chapter 9 The Finite Element Method???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 457]
8.2.1 - 9.1 Introduction to the Finite Element Method???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 458]
8.2.1.1 - 9.1.1 The General Principle???????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 458]
8.2.1.2 - 9.1.2 One-Dimensional Example???????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 459]
8.2.2 - 9.2 Finite Element Analysis of Scalar Fields?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 463]
8.2.2.1 - 9.2.1 The Boundary-Value Problem?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 463]
8.2.2.2 - 9.2.2 Finite Element Formulation?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 464]
8.2.2.3 - 9.2.3 Application Examples?????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 470]
8.2.3 - 9.3 Finite Element Analysis of Vector Fields?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 474]
8.2.3.1 - 9.3.1 The Boundary-Value Problem?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 474]
8.2.3.2 - 9.3.2 Finite Element Formulation?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 476]
8.2.3.3 - 9.3.3 Application Examples?????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 480]
8.2.4 - 9.4 Finite Element Analysis in the Time Domain?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 489]
8.2.4.1 - 9.4.1 The Boundary-Value Problem?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 489]
8.2.4.2 - 9.4.2 Finite Element Formulation?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 490]
8.2.4.3 - 9.4.3 Application Examples?????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 494]
8.2.5 - 9.5 Discontinuous Galerkin Time-Domain Method???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 496]
8.2.5.1 - 9.5.1 Basic Idea?????????????????????????????????????????????? [Seite 497]
8.2.5.2 - 9.5.2 Central-Flux DGTD Method?????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 499]
8.2.5.3 - 9.5.3 Upwind-Flux DGTD Method???????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 502]
8.2.5.4 - 9.5.4 Application Example???????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 505]
8.2.6 - 9.6 Absorbing Boundary Conditions???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 507]
8.2.6.1 - 9.6.1 Two-Dimensional ABCs?????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 507]
8.2.6.2 - 9.6.2 Three-Dimensional ABCs?????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 510]
8.2.6.3 - 9.6.3 Perfectly Matched Layers?????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 512]
8.2.7 - 9.7 Some Numerical Aspects?????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 518]
8.2.7.1 - 9.7.1 Mesh Generation???????????????????????????????????????????????????????? [Seite 518]
8.2.7.2 - 9.7.2 Matrix Solvers?????????????????????????????????????????????????????? [Seite 518]
8.2.7.3 - 9.7.3 Higher-Order Elements???????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 519]
8.2.7.4 - 9.7.4 Curvilinear Elements?????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 520]
8.2.7.5 - 9.7.5 Adaptive Finite Element Analysis?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 520]
8.2.8 - 9.8 Summary???????????????????????????????????? [Seite 521]
8.2.9 - References?????????????????????????????????? [Seite 521]
8.2.10 - Problems?????????????????????????????? [Seite 523]
8.3 - Chapter 10 The Method of Moments?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 529]
8.3.1 - 10.1 Introduction to the Method of Moments?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 530]
8.3.2 - 10.2 Two-Dimensional Analysis???????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 534]
8.3.2.1 - 10.2.1 Formulation of Integral Equations?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 534]
8.3.2.2 - 10.2.2 Scattering by a Conducting Cylinder?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 538]
8.3.2.3 - 10.2.3 Scattering by a Conducting Strip???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 542]
8.3.2.4 - 10.2.4 Scattering by a Homogeneous Dielectric Cylinder?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 546]
8.3.3 - 10.3 Three-Dimensional Analysis???????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 547]
8.3.3.1 - 10.3.1 Formulation of Integral Equations?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 547]
8.3.3.2 - 10.3.2 Scattering and Radiation by a Conducting Wire?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 552]
8.3.3.3 - 10.3.3 Scattering by a Conducting Body?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 556]
8.3.3.4 - 10.3.4 Scattering by a Homogeneous Dielectric Body?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 562]
8.3.3.5 - 10.3.5 Scattering by an Inhomogeneous Dielectric Body???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 566]
8.3.4 - 10.4 Analysis of Periodic Structures?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 568]
8.3.4.1 - 10.4.1 Scattering by a Planar Periodic Conducting Patch Array???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 568]
8.3.4.2 - 10.4.2 Scattering by a Discrete Body-of-Revolution Object???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 573]
8.3.5 - 10.5 Analysis of Microstrip Antennas and Circuits???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 575]
8.3.5.1 - 10.5.1 Formulation of Integral Equations?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 576]
8.3.5.2 - 10.5.2 The Moment-Method Solution???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 580]
8.3.5.3 - 10.5.3 Evaluation of Green's Functions?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 580]
8.3.5.4 - 10.5.4 Far-Field Calculation and Application Examples???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 585]
8.3.6 - 10.6 The Moment Method in the Time Domain???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 585]
8.3.6.1 - 10.6.1 Time-Domain Integral Equations???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 587]
8.3.6.2 - 10.6.2 Marching-On-in-Time Solution???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 588]
8.3.7 - 10.7 Summary?????????????????????????????????????? [Seite 592]
8.3.8 - References?????????????????????????????????? [Seite 592]
8.3.9 - Problems?????????????????????????????? [Seite 595]
8.4 - Chapter 11 Fast Algorithms and Hybrid Techniques?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 599]
8.4.1 - 11.1 Introduction to Fast Algorithms?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 600]
8.4.2 - 11.2 Conjugate Gradient-FFT Method?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 602]
8.4.2.1 - 11.2.1 Scattering by a Conducting Strip or Wire???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 602]
8.4.2.2 - 11.2.2 Scattering by a Conducting Plate???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 603]
8.4.2.3 - 11.2.3 Scattering by a Dielectric Object?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 609]
8.4.3 - 11.3 Adaptive Integral Method???????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 615]
8.4.3.1 - 11.3.1 Planar Structures?????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 616]
8.4.3.2 - 11.3.2 Three-Dimensional Objects?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 620]
8.4.4 - 11.4 Fast Multipole Method?????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 626]
8.4.4.1 - 11.4.1 Two-Dimensional Analysis???????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 626]
8.4.4.2 - 11.4.2 Three-Dimensional Analysis???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 630]
8.4.4.3 - 11.4.3 Multilevel Fast Multipole Algorithm?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 634]
8.4.5 - 11.5 Adaptive Cross-Approximation Algorithm???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 638]
8.4.5.1 - 11.5.1 Low-Rank Matrix?????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 639]
8.4.5.2 - 11.5.2 Adaptive Cross-Approximation???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 641]
8.4.5.3 - 11.5.3 Application to the Moment-Method Solution?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 643]
8.4.6 - 11.6 Introduction to Hybrid Techniques?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 647]
8.4.7 - 11.7 Hybrid Finite Difference-Finite Element Method???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 648]
8.4.7.1 - 11.7.1 Relation Between FETD and FDTD???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 649]
8.4.7.2 - 11.7.2 Hybridization of FETD and FDTD???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 651]
8.4.7.3 - 11.7.3 Application Example?????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 653]
8.4.8 - 11.8 Hybrid Finite Element-Boundary Integral Method???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 654]
8.4.8.1 - 11.8.1 Traditional Formulation?????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 655]
8.4.8.2 - 11.8.2 Symmetric Formulation?????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 659]
8.4.8.3 - 11.8.3 Numerical Examples???????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 662]
8.4.9 - 11.9 Summary?????????????????????????????????????? [Seite 666]
8.4.10 - References?????????????????????????????????? [Seite 667]
8.4.11 - Problems?????????????????????????????? [Seite 673]
8.5 - Chapter 12 Concluding Remarks on Computational Electromagnetics???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 675]
8.5.1 - 12.1 Overview of Computational Electromagnetics???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 675]
8.5.1.1 - 12.1.1 Frequency- Versus Time-Domain Analysis???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 675]
8.5.1.2 - 12.1.2 High-Frequency Asymptotic Techniques???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 677]
8.5.1.3 - 12.1.3 First-Principle Numerical Methods?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 678]
8.5.1.4 - 12.1.4 Time-Domain Simulation Methods???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 680]
8.5.1.5 - 12.1.5 Hybrid Techniques?????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 682]
8.5.2 - 12.2 Applications of Computational Electromagnetics???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 683]
8.5.3 - 12.3 Challenges in Computational Electromagnetics???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 694]
8.5.4 - References?????????????????????????????????? [Seite 695]
9 - Appendix A Vector Identities, Integral Theorems, and Coordinate Transformation?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 705]
9.1 - A.1 Vector Identities???????????????????????????????????????????????????????? [Seite 705]
9.2 - A.2 Integral Theorems???????????????????????????????????????????????????????? [Seite 706]
9.3 - A.3 Coordinate Transformation???????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 706]
10 - Appendix B Bessel Functions???????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 707]
10.1 - B.1 Definition?????????????????????????????????????????? [Seite 707]
10.2 - B.2 Series Expressions?????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 707]
10.3 - B.3 Integral Representation???????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 709]
10.4 - B.4 Asymptotic Expressions?????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 709]
10.5 - B.5 Recurrence and Derivative Relations???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 709]
10.6 - B.6 Symmetry Relations?????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 710]
10.7 - B.7 Wronskian Relation?????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 710]
10.8 - B.8 Useful Integrals?????????????????????????????????????????????????????? [Seite 710]
11 - Appendix C Modified Bessel Functions?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 711]
11.1 - C.1 Definition?????????????????????????????????????????? [Seite 711]
11.2 - C.2 Series Expressions?????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 711]
11.3 - C.3 Integral Representations?????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 712]
11.4 - C.4 Asymptotic Expressions?????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 712]
11.5 - C.5 Recurrence and Derivative Relations???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 713]
11.6 - C.6 Symmetry Relations?????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 714]
11.7 - C.7 Wronskian Relation?????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 714]
11.8 - C.8 Useful Integrals?????????????????????????????????????????????????????? [Seite 714]
12 - Appendix D Spherical Bessel Functions???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 715]
12.1 - D.1 Definition?????????????????????????????????????????? [Seite 715]
12.2 - D.2 Series Expressions?????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 716]
12.3 - D.3 Asymptotic Expressions?????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 717]
12.4 - D.4 Recurrence and Derivative Relations???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 717]
12.5 - D.5 Symmetry Relations?????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 718]
12.6 - D.6 Wronskian Relation?????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 719]
12.7 - D.7 Riccati-Bessel Functions?????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 719]
12.8 - D.8 Modified Spherical Bessel Functions???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 719]
13 - Appendix E Associated Legendre Polynomials?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 721]
13.1 - E.1 Definition?????????????????????????????????????????? [Seite 721]
13.2 - E.2 Series Expression???????????????????????????????????????????????????????? [Seite 722]
13.3 - E.3 Special Values?????????????????????????????????????????????????? [Seite 724]
13.4 - E.4 Symmetry Relations?????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 725]
13.5 - E.5 Recurrence and Derivative Relations???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 725]
13.6 - E.6 Orthogonal Relations?????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 726]
13.7 - E.7 Fourier-Legendre Series???????????????????????????????????????????????????????????????????? [Seite 726]
14 - Index???????????????????????? [Seite 727]
15 - EULA?????????????????????? [Seite 740]

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