平面電磁波的傳播(文件)
【正文】 xxzyav eeHEs??? 37 712 50?? w/m2 所以垂直穿過圓環(huán)的平均電磁功率為 2 ????? ? rSsP S av ??? w ? ? zext ??? ??? 8106s i n1 3 2 A/m 0ZEeeEv?? ?? ??? 37 7000 ??Z 導電媒質(zhì)中的均勻平面電磁波 導電媒質(zhì)中正弦均勻平面波的傳播 在無限大各向同性、線性、均勻?qū)щ娒劫|(zhì) ε 、 μ 、 γ ， 有 正弦均勻平面電磁波 沿 x 的正向入射： ? ? yy etxEE ?? ,? ? ? zz etxHH ?? ,?02222 ????????? tHtHxH zzz ????02222????????? tEtExE yyy ????波動方程 相量表示形式 ? ? 0dd 222 ??? zzz HjHjxH ??? ???? ??? ? 0dd 222 ??? yyy EjEjxE ??? ???? ??非微分項的系數(shù) ? ? ? ? ?????? ??? ????????? ? ? jjjj 22?????? ????? ???????? jj 1令 稱為 等效介電系數(shù) 。 波動方程為 在無限大導電媒質(zhì)中入射波 ? ? xjxykxyy eeEeExE ?? ????? ?? ???? ? xjxzkxzz eeHeHxH ?? ????? ?? ???設(shè)電場、磁場初相角分別為 ?E、 ?H， 相應(yīng)的 瞬態(tài)表示式 ? ? ? ?Exyy xteEtxE ???? ??? ?? s i n2，? ? ? ?Hxzz xteHtxH ???? ??? ?? s i n2，正弦均勻平面 電磁波在導電媒質(zhì)中傳播的特點 ： （ 1） 電場和磁場的振幅沿 +x 方向按 指數(shù)規(guī)律衰減。????xHxEZzy??0 mjeZj?????0???波阻抗為 復數(shù) ，相位角： HEm ??? ??空間同一點電場和磁場存在相位差，在時間上電場比磁場的相位超前 。當損耗介質(zhì)的參數(shù)之間滿足 1?????稱為 低損耗介質(zhì) （實際介質(zhì) ） 222111 ?????????????????????低損耗介質(zhì)的 α和 ? ???????? ??? 112 222???????????2???????????? 112 222??????????? ?由 得 由 得 ???0Z波阻抗 低損耗介質(zhì)的相位常數(shù)、波阻抗近似等于理想介質(zhì)情況下的相應(yīng)值，但電磁波有衰減。 (3) JCJD → 磁場遠大于電場 → 良導體中電磁波 以磁場為主，傳導電流是電流 的主要成分 。 解： 依題意有 ? =107? rad/s 61052 ??? ??fHz ? ? 4 127 ??????? ?????可見 在 5 106 Hz 頻率下海水可視為 良導體 。 海水中的潛水艇之間的通訊 ， 必須將收發(fā)天線升到海面附近 ， 利用沿海水表面?zhèn)鞑サ谋砻娌?， 來進行通訊 。實際上，不但可以有 y方向的分量 Ey，也可以有 z方向的分量 Ez，而且合成的 電場方向也不一定是固定不變 的。 直線極化波 :軌跡是直線； 圓極化波 :軌跡是圓； 橢圓極化波 :軌跡是橢圓。若 φ1=φ2=φ，即 Ey和 Ez 同相，則合成電場的量值為 )?? ??? tEEE s in (22m21m它與 y的夾角為 ????????? 1m2ma r c t a n EE?鑒于 E1m、 E2m為常數(shù)， α不隨時間變化，合成電場矢量的端點軌跡為一條與 y軸成 α角的直線，稱其為直線極化波， 若 φ1與 φ2不相等，相差 ?，即 Ey和 Ez 反相，此時合成的電場矢量的端點軌跡仍為一條直線，即直線極化波，但合成電場矢量 E與 y軸的夾角為 ???????? ?? 1m2ma r c t a n EE?圖 直線極化的平面電磁波 E2m E1m y z x α E 一般在無線電工程中，常將垂直于地面的直線極化波稱為 垂直極化波 ；將平行于地面的直線極化波稱為 水平極化波 。 若 Ey超前 Ez的相位為 900，此時合成電場矢量的旋轉(zhuǎn)方向為反時針方向，與波的傳播方向（ +x）構(gòu)成 右手螺旋關(guān)系 ，稱之為 右旋圓極化波 。 )1m1 c o s ( ?? ?? tEE y)1m2 s in ( ?? ??? tEE z122m21m?????????????????? EEEE zy這是橢圓方程。圖示為右旋橢圓極化波。在工程上，波的極化有著廣泛的應(yīng)用。 4） 由于圓極化波穿過雨區(qū)時受到的吸收衰減較小，全天候雷達用圓極化波方式。為了獲得偏振光必須采取特殊方法。 由此題反推可知，一直線極化波可分解為兩個振幅相同，旋向相反的圓極化波的迭加。 。 例 66有一垂直穿出紙面（ x＝ 0）的平面電磁波，由兩個直線極化波 Ez＝ 3sin(?t)和 Ey＝ 2sin(? t+?/2)組成，試問合成波是否為橢圓極化波？如果是橢圓極化波，那么是右旋波還是左旋波？ 解 ? ?t3E z ?? sin? ?t22t2E y ???????? ???? c o ss i n9)(s in22 zEt ??4)(co s22 yEt ??將上兩式相加得 1)(c o s)(s i n49 2222???? ttEE yz ??這是一個橢圓方程，長軸為 3，短軸為 2，所以該合成電磁波是橢圓電磁波。
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