0.1 电磁场理论和电路理论

无线电中的电磁理论体系可分为两大类:电磁场理论和电路理论。电磁场是指在无限大空间中或在一定区域范围内所发生的电磁过程,这时要研究的是电场E和磁场H随空间位置(x,y,z)和时间t的变化规律,对电磁场问题通常是用电磁场理论,即通过麦克斯韦方程组结合边界条件来求解,这种方法通常称为“场解法”;对于较复杂的边界值问题,可借助于计算机、用数值计算方法来解决。电路通常由电感、电容和电阻等集总参数的无源电路元件以及电源构成,要研究的是电路各节点电压、各支路电流与时间的关系,对电路问题的分析通常用基尔霍夫定律为基础的电路理论来求解,这种求解方法通常称为“路解法”。

电磁场理论和电路理论两者是不同的,但又是相辅相成的。电磁场理论是微波理论和技术的基础,它是分析微波问题的主要工具,但是应该指出:电路理论的许多概念和方法在微波技术中仍具有十分重要的意义,例如,在微波中所应用的等效电压、等效电流和阻抗等参数就是电路中相应参数的推广;对有些微波问题,可以用等效电路概念把场的问题转化为电路的问题,因为用电路理论进行求解比较方便,微波网络也就是低频网络在微波条件下的推广。相反,在低频技术中,不但电感、电容的计算需要电磁场理论,而且其信号的辐射和在空间的传播、相邻电路间的耦合等问题也必须应用电磁场理论来解决,因此,不应当把电磁场理论和电路理论割裂开来,片面地认为在微波中只需要电磁场理论而在低频中只需要电路理论,正确的方法是全面地掌握电磁场理论和电路理论,根据实际问题的需要选用,或将“场”和“路”的概念和方法结合起来进行处理。