[理學(xué)]第6章平面電磁波(參考版)
2024-10-19 21:23本頁(yè)面
【正文】 z z 圖 定義群速：包絡(luò)波上一恒定相位點(diǎn) 推進(jìn)的速度。 設(shè)兩個(gè)振幅均為 Am，而角頻率分別為 和 的行波 ???? ????? ? ? ?? ? ? ?1j t j zmj t z j t zmA e eA e e? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ????? ? ? ?? ? ? ?2j t j zmj t z j t zmA e eA e e? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ????其合成波 ? ? ? ?12 2 c o s j t zmA t z e ???? ??? ? ? ? ? ? ? ? ?其 振幅 是受調(diào)制的，稱為包絡(luò)波。 t z co n st????對(duì)于理想介質(zhì)： ? ? ??? 1pv ????（與頻率無關(guān)） 對(duì)于損耗媒質(zhì)： ? ?ppvv ???（與頻率有關(guān)） ? 不再是 的線性函數(shù) ?因此，觀眾必須佩帶一副左右相互垂直的偏振鏡片，才能看到立體效果。 為了獲得偏振光必須采取特殊方法。但是光波不具有固定的極化特性，或者說，其極化特性是 隨機(jī) 的。 在移動(dòng)衛(wèi)星通信和衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)中，由于衛(wèi)星姿態(tài)隨時(shí)變更，應(yīng)該使用 圓極化 電磁波。 在微波設(shè)備中，有些器件的功能就是利用了電磁波的極化特性獲得的，例如，鐵氧體環(huán)行器及隔離器等。 電磁波的極化特性獲得 非常廣泛 的實(shí)際應(yīng)用 。 前述的線極化波 、 圓極化波均可看作為橢圓極化波的特殊情況 。 y 39。 若上述兩個(gè)相互正交的線極化波 Ex 和 Ey 具有不同振幅及不同相位 ， 即 ????????? )c o s (),( )c o s (),(mmkztEtzkztEtzyyyxx??ee xEE則合成波的 Ex 分量及 Ey 分量滿足下列方程 ????? 2mm2m2mc oss i n2)()(yxyxyyxxEEEEEEEE 這是一個(gè)橢圓方程，它表示合成波矢量的端點(diǎn)軌跡是一個(gè)橢圓，因此，這種平面波稱為 橢圓極化波。 2π2π 還可證明，一個(gè) 線 極化波可以分解為兩個(gè) 旋轉(zhuǎn)方向相反的 圓 極化波。 2π)2π( kzt ??? ?? 由上可見，兩個(gè)振幅相等，相位相差 的空間相互正交的線極化波，合成后形成一個(gè)圓極化波。 Ey Ex E y x ? 0 左旋 右旋 z y x 0 若 Ey 比 Ex 滯后 ， 則合成波矢量與 x 軸的夾角 。因此，合成波的電場(chǎng)強(qiáng)度矢量的端點(diǎn)軌跡為一個(gè) 圓 ，這種變化規(guī)律稱為 圓極化 ，如下圖示。 若上述兩個(gè)線極化波 Ex 及 Ey 的相位差為 ，但振幅皆為 Em ，即 2π) c o s (),( m kztEtzx ?? ?xeE)2π c o s (),( m ??? kztEtz yy ?eE ) s in (m kztEy ?? ?e則合成波瞬時(shí)值的大小為 m22 ),(),() ,( EtzEtzEtzE yx ???合成波矢量與 x 軸的夾角 ? 為 ) (t),( ),(t a n kztantzE tzExy ??? ?? )] (2πc ot [ kzt ??? ?) (2π kzt ??? ??即 由此可見，對(duì)于某一固定的 z 點(diǎn)，夾角 ? 為時(shí)間 t 的函數(shù)。 Ey Ex E Y X ? 0 Ey Ex E ? Ey Ex E yx ? 0 由上可見， 兩個(gè) 相位相同 ， 振幅不等 的空間相互正交的線極化平面波 ， 合成后仍然形成一個(gè) 線極化 平面波 。 設(shè)另一同頻率的 y 方向極化的線極化 平面波的瞬時(shí)值為 ) c o s () ,( m kztEtz yyy ?? ?eE 上述兩個(gè) 相互正交 的 線極化 平面波 Ex 及 Ey 具有 不同振幅 ，但具有 相同的相位 ，它們合成后，其瞬時(shí)值的大小為 ) ,() ,(),( 22 tzEtzEtzE yx ?? ) ( os2 m2 m kztcEE yx ??? ?可見，合成波的大小隨時(shí)間的變化仍為正弦函數(shù)，合成波的方向與 x軸的夾角 ? 為 mm),(),(t a nxyxyEEtzEtzE ??? 可見，合成波的極化方向與時(shí)間無關(guān)，電場(chǎng)強(qiáng)度矢量端點(diǎn)的變化軌跡是與 x軸夾角為 ? 的一條直線。 平面波的極化特性 設(shè)某一平面波的電場(chǎng)強(qiáng)度的瞬時(shí)值為 ) c o s () ,( m kztEtz xx ?? ?xeE 顯然，在空間任一固定點(diǎn)，電場(chǎng)強(qiáng)度矢量的端點(diǎn)隨時(shí)間的變化軌跡為與 x 軸平行的直線。必須將其收發(fā)天線移至海水表面附近，利用海水表面的導(dǎo)波作用形成的表面波，或者利用電離層對(duì)于電磁波的“反射”作用形成的反射波作為傳輸媒體實(shí)現(xiàn)無線通信。② 在 z = 處的電場(chǎng)強(qiáng)度和磁場(chǎng)強(qiáng)度的瞬時(shí)值以及復(fù)能流密度。 例 已知向正 z 方向傳播的均勻平面波的頻率為 5 MHz ， z = 0 處電場(chǎng)強(qiáng)度為 x方向，其有效值為 100(V/m)。 非鐵磁性物質(zhì)可以不計(jì) 磁化 損耗 。 考慮到這類損耗時(shí) ， 媒質(zhì)的介電常數(shù)及磁導(dǎo)率皆為 復(fù)數(shù) ， 即 ， 。
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