电磁场对传输线的耦合计算是电磁兼容领域的一个重要研究课题。一方面，电子产品的工作频率不断增加；另一方面，具有更高频率成分的干扰源不断出现（如高功率微波和超宽带系统）。在很多应用场合，传输线近似这一基本假定变得不再适用。近10年来，考虑高频效果的广义传输线理论成为电磁兼容领域的一个重要研究主题。这个方面多年的成果形成了“广义”或“全波”传输线理论，这一理论包含了高频辐射效应，但又保持有传输线方程相对简单的形式。

本书内容包括了经典的传输线理论，以及最近的研究新进展，特别是在考虑高频效应方面。可供对传输线理论和电磁场与传输线相互作用感兴趣的研究生、理论研究工作者和工程师参考使用。本书内容分7章，包括两个主要部分：  第一部分给出了经典的传输线理论知识和不同的场-线耦合模型；第二部分介绍了为包含高频辐射效应而发展的几种广义传输线理论方法。

建议初读本书的读者按照章节顺序阅读，不过为了方便读者，本书也尽可能地让每章的内容相互独立。因此，对某一特定主题感兴趣的读者也可以直接阅读相关章节。

电磁场对传输线的耦合计算是电磁兼容中的一个重要课题。通常情况是应用传输线（TL）近似理论来求解横向尺度Antonio Orlandi,Associate Editor

满足电小条件的均匀传输线，其传播模式主要是横电磁（TEM）模。这种经典的TL理论无法处理高频时出现的天线模式和更高阶模式。

自从TL理论出现和推导出电报员方程以来，在理解传输线上的波传播现象方面已经取得了巨大进展。1965年，Taylor, Satterwhite和Harrison扩展了经典的TL方程，把外界电磁场的影响考虑进去。他们给出的场-线耦合方程，以及后来推导给出的等价形式，早已经得到成功应用，解决了电磁脉冲和雷电对电力线和电信线缆耦合作用方面的大量问题。

随着电子产品工作频率的提高以及各种具有更高频率成分干扰源（如高功率微波和超宽带系统）的不断出现，在大量新的实际应用中，TL近似的基本假定条件已经不能得到满足。在过去的大约10年间，把传输线理论推广以能考虑靠高频效应已成为电磁兼容的一项重要研究领域。这些工作的结果是形成了“广义”或“全波”TL理论，既能考虑到高频辐射效应的影响，又同时保持了TL方程相对简单的形式。

本书达到了两个主要意图：  一是涵盖了经典的传输线（TL）理论及其最新进展，提供了从高压线到纳米互联线的应用例子。二是大量实际应用的例子。这些例子可以作为概念上的工具来引导读者到相应的技术结论或者表明提出的解如何对整个系统的影响。

本书有两个部分共7章。每一章都包含几个例子来说明这些概念，其中一些可以作为基准来计算现有TL商用工具的精确度和速度。

第1章讨论了TL理论的假定条件，给出了场-线耦合方程的推导过程。给出并讨论了三种形式不同但完全等价的方法，包括Taylor, Satterwhite, Harrison模型，Agrawal, Price, Gurbaxani模型和Rachidi模型。这些比较非常具有指导意义，也是本书的亮点之一。本章也分别在时域和频域给出了多导体传输线（MTL) 的扩展形式。

第2章和第3章分别针对架空多导体传输线和埋地电缆这些具体情况，讨论分析了各种影响多导体传输线系统脉冲传播和串扰的因素，给出了计算纵向和横向导线参数的方法。

第二部分给出了推广TL理论的几种不同方法，以把高频效应包含进去。

第4章中，在细线近似条件下，推导给出了用于计算外界电磁场对良纯导体地面上架空线感应电流和电势的类TL方程组。基于微扰理论，提出了求解耦合方程组的迭代方法，其零阶项由经典TL近似理论计算得到。

第5章给出了一种高效的混合方法来计算高频电磁场对含有集总不连续点的带负载长导线的耦合。

第6章表明经典的TL理论可以基于广义全波问题的积分形式而包含更广的模型。推导给出的广义模型既可以用于传统的高速微电子电路，也可以用于纳米电子学领域。

第7章具体针对高频电磁场对埋地导线的耦合。提出并讨论了基于Pocklington积分方程的频域方法和使用Hallen积分方程的时域方法。

本书对于研究生和对传输线理论、电磁场对传输线作用特别是高频效应方面的专业研究工作者非常有用。序

电磁场与传输线的耦合计算是电磁兼容领域的一个重要问题。通常，人们使用传输线（TL）近似理论来求解横向尺度满足电小条件的均匀传输线，此时传输线上的传播模式主要是横电磁（TEM）模。但这种经典的TL理论无法处理高频时出现的天线模式和更高阶模式。

自从TL理论出现和19世纪晚期Oliver Heaviside推导出电报员方程以来，在理解传输线上的波传播现象方面取得了显著进展。1965年，Taylor, Satterwhite和Harrison扩展了经典TL方程，把外界电磁场的影响考虑进去，他们给出的场-传输线耦合方程，以及后人陆续推导给出的等价形式，早已成功应用于求解大量有关电磁脉冲（EMP）和雷电与电力、通信线缆的相互作用问题。

目前，由于电子产品的工作频率不断提高，加之具有更高频率分量的干扰源不断出现（如高功率微波和超宽带系统），使得在很多应用场合下TL近似这一基本假定不再成立。在过去的十多年里，考虑高频效应的广义传输线理论成为电磁兼容领域的一个重要研究主题。这个方面的成果形成了通常称作的“广义”或“全波”TL理论，这一理论包含了高频辐射效应，但又保持了TL方程相对简单的形式。

本书内容既有经典传输线理论，又包括了最近的研究进展，特别是在高频效应方面的研究结果，可供对传输线理论和电磁场与传输线相互作用感兴趣的研究生、理论工作者和工程师参考使用。本书在内容组织上包括两部分，共7章。

第一部分给出了经典的传输线理论知识和不同的场-传输线耦合模型。

第1章讨论了TL理论的近似条件，推导给出了场-传输线耦合方程。本章也给出了描述电磁场与传输线耦合的三种形式不同但完全等效的方法，并进行了讨论。第2章和第3章分别针对架空多导体传输线和埋地电缆这些具体情况，讨论分析了影响多导体传输线系统脉冲传播和串扰的各种因素，给出了计算纵向和横向导线参数的方法。

第二部分给出了几种最近发展的可以包括高频效应的广义TL理论方法。

第4章中，在细线近似条件下，推导给出了用于计算外界电磁场对良纯导体地面上架空线感应电流和电势的类似TL方程组。基于微扰理论，提出了求解耦合方程组的迭代方法，其零阶项由经典TL近似理论计算得到。第5章给出了一种高效的混合方法，用于高频电磁场与含集总不连续点的带负载长导线的耦合计算。第6章表明基于广义全波问题的积分公式，经典TL理论可以包含于更通用的广义模型中。本章给出的广义模型既可以用于传统的高速微电子电路，也可以用于纳米电子学领域。第7章具体针对高频电磁场对埋地导线的耦合，提出并讨论了基于Pocklington积分方程的频域方法和使用Hallen积分方程的时域方法。

建议读者按照章节顺序阅读本书，不过为了方便读者，本书也尽可能地使每一章内容相互独立。因此，对某一特定主题感兴趣的读者亦可直接阅读相关章节。

本书是作者在电磁场与传输线相互作用研究领域多年努力的结果。作者得到许多人士的支持、建议和指导，在此表示感谢。并对Michel Ianoz、Juergen Nitsch和Fred M. Tesche以及各章作者的宝贵贡献表示特别感谢。

法哈德·拉奇迪谢尔盖·特卡琴科