第6章--1垂直入射汇编.ppt

由此可见，若使用这种媒质制成保护天线的天线罩，其电磁特性十分优越。但是，普通媒质的磁导率很难与介电常数达到同一数量级。近来研发的新型磁性材料可以接近这种需求。 当这种夹层置于空气中，平面波向其表面正投射时，无论夹层的厚度如何，反射现象均不可能发生。换言之，这种媒质对于电磁波似乎是完全“透明”的。 应用：雷达天线罩 为了使雷达天线免受恶劣环境的影响，通常用天线罩将天线保护起来，若天线罩的介质层厚度设计为该介质中的电磁波的半个波长，就可以消除天线罩对电磁波的反射。 P.183 例 6.1-3 例 6.1-4 作业： 6.1-4 * * 媒质①和②中存在两种平面波，其一是向正z方向传播的波，另一是向负z 方向传播的波，在媒质③中仅存在向正z 方向传播的波 。 写成瞬时表达式 (2) 反射波的电场为 反射波的磁场为 在区域 z 0 的合成波电场和磁场分别为 (3) 理想导体表面电流密度为 §6.1 平面波对平面边界的垂直入射Normal Incidence at a Plane Boundary 对理想导体的垂直入射 对理想介质的垂直入射 对多层边界的垂直入射 二、对理想介质的垂直入射 透射波表示为： 入射波表示为： 反射波表示为： 在 处有： 根据边界条件： 1. 场量表示 其中 交界面两侧的切向磁场也连续： 由上两式得到： 解得： 根据边界两侧的切向电场连续，在交界面z=0处有： §7.4 均匀平面波对平面边界的垂直入射 反射系数 透射系数 透射系数 ：分界面上透射波电场强度与入射波电场强度之比。 R与T之间的关系为： 反射系数 R：分界面上反射波电场强度与入射波电场强度之比。 b) 合成场特点 1)媒质2中的电场磁场 透射波： 向z方向前进的波； 与无界理想介质中的均匀平面波相同； 媒质2中的电场强度和磁场强度： 对于理想介质和一般的电介质，其磁导率μ非常接近于真空的磁导率μ0 ， 因此，可简化为 ： 波在介质分界面上的反射和透射主要取决于两介质介电常数（或折射率）的差异。 若ε1﹥ε2 ，则反射波电场与入射波电场同相； 若ε1﹤ε2 ，则反射波电场与入射波电场反相。 透射波电场与入射波电场总是同相的。 结论： 2)媒质1中的电场和磁场 设 媒质1中的电场强度和磁场强度： 若ε1﹤ε2 ，则反射波电场与入射波电场反相；在分界面处总电场达到极小值。 若ε1﹥ε2 ，则反射波电场与入射波电场同相；在分界面处总电场达到极大值。 (1) 行驻波 媒质1中的电磁场： 在 ，即 处，电场振幅达到最小值(电场波节点) 在 ，即 处，电场振幅达到最大值(电场波腹点) 讨论： 设 ， 合成场振幅最小值和最大值的形成 (a) ? 反射波振幅只是入射波振幅的一部分，反射波与入射波的一部分形成驻波， 另一部分还是行波，电场振幅的最小值不为零，最大值也不为 。 行驻波（既有驻波部分，也有行波部分）。 (a) 行驻波的电磁场振幅分布 ? 同样，磁场振幅也呈行驻波的周期性变化，磁场的波节点对应于电场的波腹点， 磁场的波腹点对应于电场的波节点。 ? 波节点，反射波和入射波的电场反相，合成场最小；波腹点，反射波和入射波 的电场同相，合成场最大。这些值的位置不随时间而变化，具有驻波特性。 动画: 垂直入射于理想 介质平面波的反射 —— 合成波电 场 —— 驻波电场 z —— 行波电场 设 ， (2) 驻波比 S（电场振幅最大值与最小值之比，VSWR ） ～ §7.4 均匀平面波对平面边界的垂直入射 讨论 当R＝±1 时，S = ? ，是纯驻波。 例：光学镜片、 “隐身”飞机。 当R＝0 时，S ＝1，无反射波为行波，称为匹配状态，全部入射功率都进入媒质2。 。 当 时，1 S ? ，为混合波，即行驻波。 (3)入射波能量、反射波能量和透射波能量间的关系——坡印廷矢量