无耗媒质中的平面电磁波课件.pptVIP

主要内容v均匀平面磁波v无耗媒中均匀平面磁波的播特性学目的v掌握均匀平面磁波的定、特性参数v了解平面磁波的波律

6.1无耗媒中的平面磁波磁的波象和波方程磁波在真空中以光速播。在磁波播程中，于任一刻t，空磁中E或H具有相同相位的点所构成的面称等相位面，也叫波面。根据等相位面的形状可将磁波分：平面磁波、柱面磁波、球面磁波。平面磁波是指磁波矢量的等相位面是与波播方向垂直的无限大平面。均匀平面磁波是指等相位面上各点大小相等、方向相同的平面磁波。它的量只与波播方向的坐有关，而与其他坐无关

无源区域充均匀各向同性的无耗媒方程：，其波下面以度例求解波方程。首先把矢量偏微分方程量方程。若使上式成立，各部分零。

以x分量例于均匀平面波，其量与播方向坐有关，波沿z方向播，上式：上式的通解：沿z正向移的波沿z向移的波

方向和磁方向均垂直于波的播方向，且三者足右手螺旋关系。假度只有x分量，x得E磁度只有y分量。即：Hzy

6.1.2均匀平面磁波的播特性1.波方程的解一均匀平面波沿z播，等相位面平行于x0y平面，在同一相位面上相等（即E、H与x、y无关），有，由可得，故波E沿x方向，即方程：复数形式（1）（2）

（1）式的解（3）其中由（4）

（3）、（4）各的意：表示一列沿z正方向播的均匀平面波，称入射波。（3）式第一（5）取部表示一列沿z方向播的均匀平面波，称反射波。同理，（3）式第二（6）取部

在无限大均匀介中，没有反射波，故（（4）3）、式可写（7）（8）上两式的瞬形式明波沿z正方向播

2.均匀平面波的播特性E(z,t)z?可，磁波向正z方向播。Oz?t=01相位空相位等相位面

相位化2?所的称磁波的周期，以T表示，而一秒内相位化2?的次数称率，以f表示。那么由式，得的关系空相位kz化2?所的距离称波，以?表示。那么由关系式，得由上可，磁波的率是描述相位随的化特性，而波描述相位随空的化特性。

由上式又可得（1）k的大小又可衡量位度内具有的全波数目，所以k又称波数。（2）k又可以代表位度上的相位化，故k又称相移常数。

平面波上任一点P，当t化，P点位置随之化，但P点的保持不，故于是有当，v平面波的播速度。它与介参量有关，而与率无关。速度又分相速度和群（流）速度。

相速度又称相速。用V表示。它表示等相位面的p运速度。磁波沿e方向播，n其中θe方向与z方向的角。n在理想介中，均匀平面波的相速与媒特性有关。考到一切媒相介常数，又通常相磁率，因此，理想介中均匀平面波的相速通常小于真空中的光速。

度与磁度之比称磁波的波阻抗，以η表示，即（1）平面波在理想介中播，其波阻抗数，即相当于阻；（2）表明在理想介中，均匀平面波的与磁相位相同，且两者空相位均与量z有关，但振幅不会改。（3）、磁同正、或零。如所示。Ex当平面波在真空中播，其波阻抗以η表示，0zHy

于播方向而言，及磁具有横向分量，因此种磁波称横磁波，或称TEM波。以后我将会遇到在播方向上具有或磁分量的非TEM波。根据度及磁度，即可求得复能流密度矢量S可，磁波能量向正z方向向流，空不存在来回流的交能量。平均功率流密度由此可，磁波在与播程中没有能量的失，故理想介中均匀平面磁波等振幅波。

能量密度和磁能量密度的瞬可，任一刻能量密度和磁能量密度相等。磁能量的平均

【例1】已知均匀平面波在真空中向正Z方向播，其度的瞬求：①率及波；②度及磁度的复矢量表示式；③复能流密度矢量；④相速。解①率波②度磁度③复能流密度④相速

【例2】率100MHz的正弦均匀平面波在各向同性的均匀理想介中沿+z方向播，介的特性参数。沿x方向，即当t=0,z=1/8m，等于其振幅。求（1）和的瞬表达式；（2）波的播速度；（3）平均坡印廷磁矢量。解：（1）以余弦形式写出度表示式由条件t=0,z=1/8m，等于其振幅。得

（2）波的播速度（3）平均坡印廷矢量得

磁波的波段划分及其用名称率范波范典型3~30KHz100~10km10~1km航，声甚低VLF[超波]低LF[波，LW]中MF[中波,MW]高HF[短波,SW]30~300KHz航，AM,海上通信AM,通信300~3000KHz1km~100m3~30MHz100m~10m10~1m甚高VHF[超短波]30~300MHzTV,FM,MCTV,MC,GPS特高UHF[微波]超高SHF[微波]极高EHF[微波]光[光波]300~3000MHz100~10