第六章+平面电磁波分解.ppt

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由此可得: (6-5-17) 反射波、传输波复振幅与入射波复振幅的相互关系: (6-5-18) 电场反射系数: (6-5-19) 电场传输系数: (6-5-20) 对于非铁磁的理想介质,?r≈1,媒质的波阻抗为 如果分界面两侧都是非铁磁的理想介质,则有 (6-5-22) 讨论: ①传输系数T总是正的,即z= 0平面上传输波与入射波电场同相。 ②媒质1为光疏媒质,媒质2为光密媒质(即?1 ?2,?1?2)时,反射系数R0,传输系数0 T 1,在分界面z= 0平面上,反射波电场与入射波电场反相,传输波电场振幅小于入射波电场振幅; ③当?1?2(亦即?1 ?2)时,反射系数R 0,传输系数1 T 2,反射波的电场与入射波的电场同相,传输波电场的振幅大于入射波电场的振幅,如图6-5-3所示。 (a) ?1 ?2的情形 (b) ?1 ?2的情形 注意1:R和T只能用来计算分界面处反射波或传输波的电场强度,不能用来计算反射波或传输波的磁场强度。反射波或传输波的磁场强度矢量要通过相应的电场强度矢量来计算。 注意2:分界面两侧为导电媒质时,媒质本征阻抗?1和?2是复数,仍用式(6-5-19)和式(6-5-20)计算R和T,这时它们是复数。 反射系数与传输系数满足: 1 + R = T (6-5-23) 作业:6-10 例6-5-1 两侧是理想介质。均匀平面电磁波从垂直投射到两种媒质分界面上,求入射波、反射波和传输波平均功率流密度。 利用式(6-5-14)、 (6-5-15)、(6-5-16)、(6-5-18)可得: 解:因两种媒质是理想介质,反射系数R和传输系数T是实数。 功率守恒关系: 即 例6-5-2 线极化波从自由空间垂直入射到无限大介质,介质磁导率??=?0,介电常数?=4?0。求(1)反射波和传输波功率流密度分别在入射波功率流密度中所占比例;(2)若入射波为右旋圆极化波,求反射波和传输波功率流密度比。 解:(1) 利用例6-5-1的结果可知 (2)入射波为右旋圆极化波,则电场可设为: 入射波磁场 设上面两式中A= |A| 为正实数,则复数波印亭矢量为 反射波、传输波的电场强度矢量和磁场强度矢量分别为 x x z §6-6 分界平面上的斜入射波 一、斜入射波的有关概念 (a) 垂直入射面极化 (b) 平行入射面极化 分界面(反射面)法线方向:媒质2指向媒质1方向。用 表示。 任何入射电场可分解成垂直入射面极化E⊥和平行入射面极化E∥两种情况。 (6-6-1) 入射波传播方向: 反射波传播方向: 折射波传播方向: 斜入射波的传输波会发生折射,因此传输波往往称为折射波。 二、理想导体平面上的斜入射波 z 0区域为理想导体,均匀平面电磁波在分界面上发生全反射。 1.垂直入射面极化的情形 由边界条件,合成波电场在理想导体表面上切向分量为零。 由此可得 A r = ?A i 和 ? r = ? i      (6-6-9) 由此可求得反射波为 合成波的电场和磁场强度矢量为 讨论: x=常数的平面是等相位面,因此合成波是平面电磁波; 合成波的传播方向是x方向; (6-6-13) 注:k,vp和?分别是入、反射波的相位常数、相速和波长。 ③合成波不是均匀平面电磁波; 例6-6-1有一圆频率为 ? 的垂直入射面极化的均匀平面电磁波从空气中以入射角?i 投射到非常大的理想导体平板上,试求板上的感应电流分布和空气中的平均波印亭矢量。 ④合成波是横电波(或磁波),记作TE(或H)波; ⑤沿z方向, Ey、Hx和Hz呈纯驻波状态。 ⑥沿x方向,Ey、Hx和Hz呈行波分布。相位常数、相速和波长为  解:由(6-6-13)式 2.平行入射面极化的情形  反射波磁场Hr的方向应沿y轴方向,即 在理想导体表面上,合成波电场切向分量为零,即 由此可得:  Ar = Ai, ? r = ? i  讨论: x=常数的平面是等相位面,因此合成波仍是平面电磁波; 合成波的传播方向是x方向; 合成波不是均匀平面电磁波; 合成波是横磁波(或叫电波),记作TM(或E)波; 沿z方向各分量均呈纯驻波;沿x方向各分量呈行波分布; 注:理想导体平面上垂直入射是斜入射在入射角?i=0? 的特例。 三、介质平面上的斜入射波 1.垂直入射面极化的情形  斜入射波的电场强度矢量和磁场强度矢量分别为 反射波电场强度矢量和磁场强度矢量分别为 折射波电场强度矢量和磁场强

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