【正文】 ?第七章 平面電磁波的反射和折射 , 導(dǎo)行電磁波 例 在 εr3=5, μr3=1的玻璃上涂一層薄膜以消除紅外線(λ= μm)的反射 。 第七章 平面電磁波的反射和折射 , 導(dǎo)行電磁波 例 頻率為 10GHz的機(jī)載雷達(dá)有一個(gè) εr = 構(gòu)成的天線罩 。 反之 , 如已知 Γd, 便可由之得知 ηd對(duì) η1的相對(duì)值 : ddd?????111?? 比較式 (720)和式 (723)可知 , 引入等效波阻抗 ηd后 , 對(duì) ① 區(qū)的入射波來說 , ② 區(qū)和后續(xù)區(qū)域的效應(yīng)相當(dāng)于是接一個(gè)波阻抗為 ηd的媒質(zhì) 。 平面波對(duì)多層邊界的垂直入射 圖 75 平面波對(duì)平面夾層的垂直入射 第七章 平面電磁波的反射和折射 , 導(dǎo)行電磁波 ① 區(qū) : ? ?? ?)(1)(111)(1)(1111111??dzjkrdzjkidzjkrdzjkieEeEyHeEeExE???????????② 區(qū) : ? ?? ?zjkrzjkizjkrzjkieEeEyHeEeExE222222222221?????????③ 區(qū) : zjkizjkieEyHeExE33333331???????第七章 平面電磁波的反射和折射 , 導(dǎo)行電磁波 在 z=0處有 332223221)(1iriiriEEEEEE??????二式相除知 322222 ?? ???ririEEEE由此得該邊界處的反射系數(shù)如下 : 2323222 ?????????irEE (720) 第七章 平面電磁波的反射和折射 , 導(dǎo)行電磁波 在 z = d處有 )(1)(1)(22222221112211djkdjkiridjkdjkirieeEEEeeEEE????????????二式相除得 ddjkdjkdjkdjkririeeeeEEEE ??? ??????????222222211111(721) 第七章 平面電磁波的反射和折射 , 導(dǎo)行電磁波 令上式右端為 ηd, 它其實(shí)就是 z=d處的切向電場和切向磁場之比 , 故稱之為 z=d處的等效波阻抗 。 它們各是何種極化波 ? ［解］ 入射波電場復(fù)矢量可表示為 00101)??(21???????keEyjxEzjki第七章 平面電磁波的反射和折射 , 導(dǎo)行電磁波 反射波和透射波電場強(qiáng)度分別為 00222003)??(21)??(2121?????? ????????keTEyjxEeEyjxEzjktzjkr式中 31311112121212????????????????????第七章 平面電磁波的反射和折射 , 導(dǎo)行電磁波 31212212122 ????????????T%%222????????????aviavtaviavrSSSS第七章 平面電磁波的反射和折射 , 導(dǎo)行電磁波 167。 ??????????????????????11221~0,11121221212112211221212?????????????????????T第七章 平面電磁波的反射和折射 , 導(dǎo)行電磁波 式 (712)化為 zjkzkjizjkzkjieeEyHeeExE1111)||1(?)||1(?2101201????????? 在 2k1z = 2nπ處 , 即 z=nλ1/2, n=0, 1, 2, … , 電場振幅達(dá)最小值(為電場波節(jié)點(diǎn) ): )1(0m i n1 ???? iEE第七章 平面電磁波的反射和折射 , 導(dǎo)行電磁波 而在 2k1z = (2n+1)π處 , 即 z =(2n+1)λ1/4, n=0, 1, 2, …, 電場振幅達(dá)最大值 (為電場波腹點(diǎn) ): )1(0m a x1 ??? iEE 為反映行駐波狀態(tài)的駐波成分大小 , 定義電場振幅的最大值與最小值之比為駐 *波比 S或 VSWR(Voltage Standing Wave Ratio): ??????11m i nm a xEES第七章 平面電磁波的反射和折射 , 導(dǎo)行電磁波 入射波向 z方向傳輸?shù)钠骄β拭芏葹? 120*21?21Re?iiiaviEzHES ??????? ??反射波的平均功率密度為 aviirravr SEzHES21202*21?21Re ???????????? ???① 區(qū)合成場向 z方向傳輸?shù)钠骄β拭芏葹? )1()||1(21?21Re 22120*111 ???????????? ?? aviiav SEzHES?第七章 平面電磁波的反射和折射 , 導(dǎo)行電磁波 ② 區(qū)中向 z方向透射的平均功率密度是 aviiittavtavSTETzETzHESS22122022202*221?21?21Re????????????????并有 avaviaviaviavSSSSS2122122122122114111)||1( ????????????????????????????????????????????????????????第七章 平面電磁波的反射和折射 , 導(dǎo)行電磁波 例 一右旋圓極化波由空氣向一理想介質(zhì)平面 (z=0)垂直入射 , 坐標(biāo)與圖 71(b)*相同 , 今 ε2=9ε0, ε1=ε0, μ2=μ1=μ0。 因此在 z=0處有 201010000?????????tritriEyEyEyExExEx????相加和相減上二式的標(biāo)量關(guān)系式得 002200021202iitiirTEEEEEE???????????????第七章 平面電磁波的反射和折射 , 導(dǎo)行電磁波 式中 Γ為邊界上反射波電場強(qiáng)度與入射波電場強(qiáng)度之比 , 稱為邊界上的反射系數(shù) 。 *而當(dāng) ωt=3π/4時(shí) , 它達(dá)到最大值 , 發(fā)生于 z=λ/4, 3λ/4, … 等處 . 第七章 平面電磁波的反射和折射 , 導(dǎo)行電磁波 圖 74 駐波場的瞬時(shí)電能和磁能密度分布 第七章 平面電磁波的反射和折射 , 導(dǎo)行電磁波 透射波 : 22222222020,2??122???????????????????keEyEzHexEEzjktttzjktt第七章 平面電磁波的反射和折射 , 導(dǎo)行電磁波 邊界兩側(cè)的電場切向分量應(yīng)連續(xù) 。 其瞬時(shí)功率流密度為 tzkEzttzkzkEztHtEtSii?????2s i n2s i n?c oss i nc oss i n4?)()()(112011120111???? 此式表明 , 瞬時(shí)功率流隨時(shí)間按周期變化 。 平面波對(duì)平面邊界的垂直入射 第七章 平面電磁波的反射和折射 , 導(dǎo)行電磁波 167。 矩形波導(dǎo) 167。 全折射和全反射 167。 平面波對(duì)理想導(dǎo)體的斜入射 167。 平面波對(duì)多層邊界的垂直入射 167。第七章 平面電磁波的反射和折射 , 導(dǎo)行電磁波 第七章 平面電磁波的反射和折射 , 導(dǎo)行電磁波 167。 平面波對(duì)平面邊界的垂直入射 167。 沿任意方向傳播的平面波 167。 平面波對(duì)理想介質(zhì)的斜入射 167。 傳輸系統(tǒng)中的導(dǎo)行波 167。 諧振腔 第七章 平面電磁波的反射和折射 , 導(dǎo)行電磁波 167。 平面波對(duì)平面邊界的垂直入射 圖 71 平面波的垂直入射 第七章 平面電磁波的反射和折射 , 導(dǎo)行電磁波 入射波 : zjkiiizjkiieEyEzHeExE111010??1?????????11111111010,2?)?(1?11???????????????????keEyEzHeExEzjkrrrzjkrr反射波 : 第七章 平面電磁波的反射和折射 , 導(dǎo)行電磁波 000 ?? ri EE00 ir EE ??zkEyeeEyHHHzkEjxeeExEEEizjkzjkiriizjkzjkiri1101011001c o s2?)(?s i n2?)(?1111???????????????瞬時(shí)值為 tzkExtzkExtE ii ??? s i ns i n2?2c o ss i n2?)( 10101 ??????? ??tzkEytH i ??c osc os2?)( 1101 ?第七章 平面電磁波的反射和折射 , 導(dǎo)行電磁波 圖 72 不同瞬間的駐波 E1(t) 第七章 平面電磁波的反射和折射 , 導(dǎo)行電磁波 圖 73 駐波和行駐波的電磁場振幅分布 第七章 平面電磁波的反射和折射 , 導(dǎo)行電磁波 1000101001001,2?2?)11(2?0)11(????iiiiizizEHHyEyEyHExE??????????0001 2?2??? iizs HxHyzHnJ ?????? ?駐波不傳輸能量 , 其平均功率流密度為 0c o ss i n4?Re21Re11120*111 ??????? ???????? ?? zkzkEjzHES iav?第七章 平面電磁波的反射和折射 , 導(dǎo)行電磁波 沒有單向流動(dòng)的實(shí)功率 , 而只有虛功率 。 例如 , 當(dāng) ωt=π/2時(shí) , 它為零 。 同時(shí) , 因邊界上無外加面電流 , 兩側(cè)的磁場切向分量也是連續(xù)的 。 T為邊界上透射波電場強(qiáng)度與入射波電場強(qiáng)度之比 , 稱為邊界上的透射系數(shù) , 即 122001212002???????????????itirEETEE并有 T???1第七章 平面電磁波的反射和折射 , 導(dǎo)行電磁波