無線電波傳播第五講介電常數(shù)的應(yīng)用介質(zhì)類型左手介質(zhì)射線理論(參考版)
2025-05-14 11:00本頁面
【正文】 全波理論能給出任意介質(zhì)中電磁波場的精細結(jié)構(gòu)。只要介質(zhì)特性是慢變的，介質(zhì)中波包的傳播路徑可以由折射特性確定。 P 一般的情形 ： 當(dāng)光線從 T到 R走過的時間是 t，傳播速度是光速 c，光程為： RTL c t d s??? ?由費爾馬定理， 0L? ?假定連接 TR的射線以參數(shù)方程給出， ( ) , ( ) , ( )x x u y y u z z u? ? ?2 2 2 1 / 2 2 2 2[ ( ) ( ) ( ) ] ( ) ( ) ( )dx dy dzds du x y z dudu du du? ? ? ? ? ?于是 2 2 2( , , ) ( ) ( ) ( )RRTTL x y z x y z d u d u??? ? ? ???利用分部積分和變分原理 (在射線公共的端點處變分為零 )： ,dx dy dzx y zdu du du? ? ?那么 其中 得到介質(zhì)中電波射線滿足的微分方程： ? ?? ???????????????RTRTRT])[(])()[(x , y , ziiix , y , ziiiiduxxdudxduxxxxduL?????????????000??????????????????zzdudyydudxxdud?????????..[ ( ) ] 0ix y z idxdds ds x?? ?????如果選取的參數(shù) u是弧長 s，那么，弧長表示的射線微分方程為： ［例］為什么電波在均勻各向同性介質(zhì)中以直線傳播？ 0???ix? 022?ds xd i iii bsax ??s i n?? ? 常 數(shù)由射線微分方程還可得到射線理論中的 斯涅爾定律 射線理論是描述電波傳播的一種方法。 簡單的情形： B A M N A39。 費爾馬原理 : 在任一介質(zhì)中，光線沿光程為極值的路程傳播。左手材料以它獨特的性質(zhì)必會在新型器件中有巨大的應(yīng)用潛力。 ? 左手材料還可用來制造高指向性的天線、聚焦微波波束、實現(xiàn)“完美透鏡”、用電磁波隱身等等。 ? 左手材料制作的透鏡不會丟失信息，會將所有的光場，包括衰逝場在內(nèi)，完全復(fù)制到像點，能量無損耗，這樣可以突破光學(xué)分辨率極限，故也稱之為理想透鏡。 左手材料的研究動態(tài)及展望 左手材料的實現(xiàn)開辟了一個新的領(lǐng)域，人們在對左手材料特性繼續(xù)進行理論分析研究的同時也在探討它的應(yīng)用前景。 通過調(diào)整載入的阻值可使表面阻抗接近空氣中的波阻抗 。 ?左手材料應(yīng)用于諧振裝置 ? 左手材料應(yīng)用 于 超薄雷達吸波 二維的平面左手材料在某些頻段內(nèi)會表現(xiàn)出高阻抗表面的特性 ，Engheta 提出利用這一特性設(shè)計一種對電磁波有較強吸收的超薄材料 。 平面波折射圖 ? 負折射效應(yīng) 左手材料的應(yīng)用 ?左手材料應(yīng)用于天線 ? 應(yīng)用于天線覆層的左手材料，將顯著地改善貼片天線的方
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