平面電磁波ppt課件-wenkub
2023-01-29 16:21:58 本頁面
【正文】 補充作業(yè)： 如右圖所示一個沿 z軸無限長的橫截面為矩 形的金屬管，其中三個邊的電位為零，第四邊與其它 邊絕緣，電位是 ，求管內(nèi)的電位。因為在距波源足夠遠處，呈球面的波陣面上的一小部分就可以近似看作平面，在此小平面內(nèi)的波就可以作為均勻平面波來分析。 無耗媒質(zhì)中的平面電磁波 167。 均勻平面電磁波向平面分界面的垂直入射 167。 無耗媒質(zhì)中的平面電磁波 一、無耗媒質(zhì)中齊次波動方程的均勻平面波解 ? 一般情況下，沿 +z方向的均勻平面波解 圖 62 向 +z方向傳播的波 表明： 》 電場強度、磁場強度與傳播方向垂直，沒有傳播方向上的分量。 圖 61 均勻平面電磁波的傳播 正弦電磁波方程： ? 正弦電磁場，沿 +z方向的均勻平面波解（復(fù)數(shù)形式） 分析： 假定平面波的傳播方向為 z方向，等相位面為 XY平面 ,電場為 X軸方向，且它僅為 z的函數(shù)，則電場和磁場可表示為： 正弦均勻平面波方程： 方程的通解： 方程的實際解： (由于無界媒質(zhì)中不存在反射波 ) 右邊第一項表示沿 +z方向傳播 右邊第二項表示沿 z方向傳播 波阻抗 二、均勻平面波的傳播特性 由于： 可得： 振幅 時間相位 空間相位 初相 相位，代表場的波動狀態(tài) 圖 63 理想介質(zhì)中均勻平面電磁波的 電場和磁場空間分布 上邊兩式表明： 正弦均勻平面電磁波的電場和磁場在空間上互相垂直，在時間上是同相的，它們的振幅之間有一定的比值，此比值取決于煤質(zhì)的介電常數(shù)和磁導(dǎo)率。 電場能量密度和磁場能量密度的瞬時值： 表明： 任一時刻電場能量密度和磁場能量密度相等，各為總電磁能量一半。 上式中， 說明： 模小于理想介質(zhì)的本征阻抗，具有感性相角。電導(dǎo)率越大，相速越慢、波長越短。導(dǎo)電媒質(zhì)為色散媒質(zhì)。 表明： 導(dǎo)電性能越好（電導(dǎo)率越大），工作頻率越高，趨膚效應(yīng)越明顯，趨膚深度越小。 高頻時導(dǎo)體的電阻遠大于低頻或直流時的電阻，這是由于趨膚效應(yīng)使高頻電流在導(dǎo)體上所流過的截面積減少，從而使電阻增大。如中頻變壓器的屏蔽鋁罩，晶體管的金屬外殼。微波器件通常用黃銅制成，但在其電層表面涂以若干微米的銀，保證表面電流主要在銀層通過。 P204作業(yè) ?610 作業(yè)講解 ?516 ?510 ?513 無界媒質(zhì)中（包括無耗媒質(zhì)和導(dǎo)電媒質(zhì)）的均勻平面電磁波是TEM波，在 垂直于傳播方向等相位面 上，電場強度矢量隨時間在一條直線上變化，其矢端軌跡是一條直線，因此為 線極化波 。 二、四象限線極化波 正數(shù) 負(fù)數(shù) 證明： 合成電磁波的電場強度矢量的模隨時間作正弦變化，夾角保持不變，矢端軌跡為一條直線，位于一三象限 合成電磁波的電場強度矢量的模隨時間作正弦變化，夾角保持不變，矢端軌跡為一條直線，位于二四象限 圖 67 線極化波 動畫演示 二、圓極化（判斷時應(yīng)具體指出旋向） 證明： 合成電磁波的電場強度矢量的大小不隨時間變化，而其與 x軸 正向夾角將隨時間逆時針變化。 動畫演示 ?? 222s i nc o s2 ???????????????????ymyymyxmxxmxEEEEEEEE)c os ()c os (a rc t a nxxmyymtEtE????????)(c os)(c os)s i n(2222yymxxmyxymxmtEtEEEdtda????????????更一般的情況是 Ex和 Ey及 φx和 φy之間為任意關(guān)系。 (4) rkejzxyreekjzyxnyx ejeeEejeeeEE ????????? ?????????? ??????? ?? 1005354100 )(554535在垂直于 en的平面內(nèi)將 E分解為 exy和 ez兩個方向的分量 ， 則這兩個分量互相垂直 ， 振幅相等 ， 且 exy相位超前 ez相位 π/2，exy ez=en， 故為右旋圓極化波 。 四、電磁波極化特性的工程應(yīng)用 ? 水平極化： 電場強度矢量平行于地面的線極化波。 ? 圓極化： 很多情況下，系統(tǒng)必須利用圓極化才能正常工作。 波沿傳播方向的變化規(guī)律 167。 波節(jié)點： 位置不隨時間變化的零值點。 說明： 瞬時功率隨時間按周期變化，但僅在兩個波節(jié)點之間進行電場能量和磁碭能量的交換，并不發(fā)生電磁能量的單向傳輸。 區(qū)域
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