【正文】
- z 方向傳輸?shù)钠骄β拭芏仁噶繛椋? 2220*,111Re22S E H e Sia v r i i z a v iE????? ? ? ? ? ? ????? ( 5 17b ) 區(qū)域Ⅰ中合成場向 z 方向傳輸?shù)钠骄β拭芏仁噶繛?: 222* 01 1 ,111Re ( 1 ) ( 1 )22S E H e Sia v i z a v iE???? ? ? ? ? ? ? ????? ( 5 17c ) 區(qū)域Ⅱ中向 z 方向傳輸?shù)钠骄β拭芏仁噶繛?: 2220* 12 , ,2211Re22S S E H e Sia v a v t t i z a v iTET?????? ? ? ? ?????( 5 17d ) 不難發(fā)現(xiàn) 2211 , , 22( 1 )S S S Sa v a v i a v i a vT??? ? ? ? ? ( 5 17e ) 區(qū)域 I 中的入射波功率等于區(qū)域 I 中的反射波功率和區(qū)域Ⅱ中的透射波功率之和。括號中的 正負上、下標分別對應于0??(21?? ?) 和0??(21?? ?) 。 反射系數(shù)和透射系數(shù)的關系為 : T???1 ( 5 10c ) 一 、 區(qū)域 I ( z 0 )中任意點的合成電場強度和磁場強度可表示為: 11 0 1( 2 sin )E E E e?? ? ? ? ?jk zi r x iE T e j k z ( 5 1 1a ) 11 0 111[ 1 2 c o s ]H H H e??? ? ? ? ? ? ?j k zi r y iE e k z( ) ( 5 1 1b ) 從 上 式中第一項是沿著 z 方向傳播的行波,第二項是駐波。 圖 5 . 3 垂直入射到理想媒質上的平面電磁波 入射波的電場和磁場表達式與式( 5 1 )相同,反射波的電場和磁場表達式與式( 5 2 )相同,區(qū)域 I 中的合成電磁波的電場和磁場與式( 5 3 )相同。理想導體表面處( z = 0 )是電場的波節(jié)點,磁場的波腹點。 這種波腹點和波節(jié)點位置都固定不變的電磁波稱為駐波。 設反射與入射波有相同的頻率和極化,且沿 - e z 方向傳播。設均勻平面電磁波沿ze方向透射到分界面上。 圖 5. 1 垂直入射到理想導體上的平面電磁波 設入射電磁波的電場和磁場分別依次為 10Eej k zi x iEe?? ( 5 1a ) 1011Hej k zi y iEe??? ( 5 1b ) 式中0Ei為 z =0 處入射波 ( I n c ident W a ve ) 的振幅, k 1 和1?為媒質 I 的相 位常數(shù)和波阻抗,且有 111111,??????? ??k 。 反射波 的電場和磁場可分別寫為 : 10Eejk zr x rEe? ( 5 2a ) 1011Hej k zr y rEe??? ( 5 2b ) 式中0Er為 z =0 處反射波 (Re fle c ted W a ve ) 的振幅。兩個振幅相等、傳播方向相反的行波合成的結果是駐波。 駐波不傳輸能量,其坡印廷矢量的時間平均值為 : 2* 01 1 1 1 1141R e R e s i n c o s 02S E H eia v zEj k z k z?????? ? ? ? ????????? ( 5 7a ) 可見沒有單向流動的實功率,而只有虛功率。區(qū)域 II 中只有透射波,其電場和磁場分別為: 20Eejk zt x tEe?? ( 5 8a ) 2021Hej k zt y tEe??? ( 5 8b ) 式中 E t0 為 z =0 處透射波的振幅, k 2 和 η 2 為媒質 II的相位常數(shù)和波阻抗,且 有 22 2 2 22,k?? ? ? ? ????。這種既有行波成分又有駐波成分的電磁波稱為行駐波。 ( 1 ) 0??(21?? ?) 當 1z = n / 2?時 )1(m a x1????mEEE ( 5 13a ) )1(11m i n1????mEHH? ( 5 13b ) 當1( 2 1 ) / 4zn ?? ? ? ?時 )1(m i n1????mEEE ( 5 14a ) )1(11m a x1????mEHH? ( 5 14b ) ( 2 ) 0??(21?? ?) 電場的波腹點對應于0??(21?? ?) 時的電場的波節(jié)點,磁場的波腹點對應于0??(21?? ?) 時的磁場的波節(jié)點;電場的波節(jié)點對應于0??(21?? ?) 時的電場的波腹點,磁場的波 節(jié)點對應于0??(21?? ?) 時的磁場的波腹點。 例 頻率為 f = 300MHz 的線極化均勻平面電磁波,其電場強度振幅值為 2V/m ,從空氣垂直入射到 εr =4 、 μ r =1 的理想媒質平面上,求: (1) 反射系數(shù)、透射系數(shù)、駐波比; (2) 入射波、反射波和透射波的電場和磁場; (3) 入射功率、反射功率和透射功率。 入射波的傳播矢量eki與分界面的法線所構成的平面稱為入射面,入射波的傳播矢量eki與法線之間的夾角i?稱為入射角,發(fā)射波的傳播 矢量ekr、透射波的傳播矢量ekt與法線之間的夾角r?和t?分別稱為發(fā)射角和透射角。式 (5 27) 稱為斯奈爾( S ne ll ) 折射定律。 以0iE除式 (5 32a ) ,有: ????? T1 ( 5 34 ) 對于非磁性媒質, μ 1 = μ 2 = μ 0 ,式 (5 33) 簡化為 : 1212222211c os c os si n( )c os c os si n( )( c os si n ) /( c os si n )i t i ti t i ti i i innnn? ? ? ?? ? ? ???? ? ? ??????? ? ? ???? ? ? ? ? ( 5 35a ) iiitititiinnnT????????????212211s i nco sco s2)s i n (s i nco s2co sco sco s2???????? ( 5 35b ) 上述反射系數(shù)和透射系數(shù)公式稱為 垂直極化波的菲涅耳( A . J .Fr es ne l ) 公式 。 平行極化波的斜入射 圖 平行極化的入射、反射和透射 入射波 : 1( sin c os )0( c os sin )E e eiijk x zi i x i z iEe???????? ( 5 36a ) 1( s i n c o s )011Heiij k x zi y iEe?????? ( 5 36b ) 反射波: 1( sin c os )0( c os si n )E e eiijk x zr r x i z iEe??????? ? ? ( 5 37a ) 1( s i n c o s )011Heiij k x zr y rEe?????? ( 5 37b ) 透射波: 2( sin c os )0( c os si n )E e ettjk x zt t x t z tEe???????? ( 5 38a ) 2( s