(三)MIT公开课雷达系统工程之重温电磁学

0 写在前面

看似波澜不起的日复一日，一定会在某一天，看到坚持的意义，会庆幸“真好，我撑过来了”，而不是后悔“要是当初再……就好了”。

1 基本介绍

库仑定律(Coulomb’s Law)：符号相反的两个电荷吸引；并且具有相同符号的两个电荷相互排斥。电力的大小与两个电荷的大小成正比，与两个电荷之间的距离成反比。该电力方向沿着两个电荷之间的线。

库伦：夏尔·奥古斯丁·德·库仑（Charles-Augustin de Coulomb，1736年－1806年），法国物理学家、军事工程师、土力学奠基人。库仑是法国著名军事工程学专家和物理学家，库仑最为知名的是他总结和研究了电荷之间的相互作用，从而得出了库仑定律，这个定律成为世界各国中学物理教学的一个基本定律，此外在摩擦力方面，库仑也有深刻的研究。为了纪念库仑，1908年，他的名字被用于命名国际单位制下电荷的单位。

电场：空间中一点处的总电场是由许多点电荷引起的，是每个点的电场的矢量和。

高斯定律(Gauss’s Law)：电通量密度。

高斯：约翰·卡尔·弗里德里希·高斯（德语：Johann Carl Friedrich Gauß，1777年4月30日－1855年2月23日），德国数学家、物理学家、天文学家、大地测量学家，并享有“首席数学家”（拉丁语：Princeps mathematicorum）的美誉。

毕奥-萨伐尔定律（Biot - Savart Law）：磁场和磁通量密度。

让-巴蒂斯特·毕奥：（法语：Jean-Baptiste Biot，1774年4月21日－1862年2月3日），法国物理学家、天文学家和数学家。在电磁学研究中曾提出知名的毕奥-萨伐尔定律。

磁通量与无磁电荷：

安培定律(Ampere’s Law):恒定电流。

安培：安德烈-马里·安培FRS（法语：André-Marie Ampère，法语发音：[ɑ̃dʁe maʁi ɑ̃pɛʁ]，1775年1月20日－1836年6月10日）是法国物理学家、数学家，经典电磁学的创始人之一。为了纪念他的贡献，国际单位制中电流的单位“安培”以他的姓氏命名。

法拉第定律(Faraday’s Law):不断变化的磁场会产生电场。

法拉第：迈克尔·法拉第（英语：Michael Faraday，1791年9月22日－1867年8月25日），英国物理学家，在电磁学及电化学领域做出许多重要贡献，其中主要的贡献为电磁感应、抗磁性、电解。

2 麦克斯韦方程组(Maxwell’s Equations)

电磁学（麦克斯韦以前）:Surprise! These formulae are inconsistent!

“前麦克斯韦方程组”的不一致性：

“位移电流是如何形成的”：

电磁学（麦克斯韦）:

麦克斯韦：詹姆斯·克拉克·麦克斯韦FRSFRSE（英语：James Clerk Maxwell；1831年6月13日－1879年11月5日），英国苏格兰物理学家。其最大功绩是提出了将电、磁、光统归为电磁场现象的麦克斯韦方程组。麦克斯韦在电磁学领域的功绩实现了物理学自艾萨克·牛顿后的第二次统一。

边界方程:

边界方程（续）:

3 电磁波

电磁波辐射：辐射是由时变电流或电荷的加速（或减速）产生的。

辐射来自振荡电偶极子：

为何是微波雷达：

电磁波产生和计算特性：

天线和雷达截面分析使用“相量表示”：通过傅立叶分析，任何时间变化都可以表示为谐波解的叠加。

场域：

远场电磁波特性：

电磁波极化特性：

极化：

圆极化（CP）：

传播-自由空间：

指向矢量——物理意义：

电磁波的传输模式：

微波电磁波的导引传输：

雷达目标的大小是如何表征的：如果已知目标的入射电场，并测量散射电场，则可以计算目标的“雷达截面”（有效面积）。

4 参考文献

[1] 百度翻译

[2] MIT 公开课： Radar Systems Engineering

[3] 维基百科