2012通信电磁场期中测试参考精读.ppt

，意味着场量求解维数减少。必须是横波为基础的结构,如TEM横电磁波，TE横电波、TM横磁波等。未知激励源只知道媒质、边界条件时，可以有一组模式的波存在。 如果地面视为导体，地面上电场的切线分量为0，磁场的垂直分量为0，因此平行架设的天线无地波分量。 工程上，地波传播要求天线必须直立，地面平衡安培定律存在纵向电场和纵向电流，地面的电导率越大，损耗越小。（注意，不能说直立的天线一定是地波传播模式，直立天线在微波波段里通常视为视距传播，频率变化引起天线电流分布变化也可能产生往天上打的波束） 工程上，天波传播采用线天线时通常为水平架设，地面场量为0等效为一对反向电流共同作用（注意，电磁波往天上打还有其他方式） 、光纤都有帮助。 镜像法：将边界上的感应源（通常分布未知）集中在维持边界条件的镜像位置上，撤走边界，求解也避免了感应的场源分布未知情况下的积分运算。这些结构在研究天线+边界条件时可以借鉴。目前阶段要求掌握高斯定理+分层边界条件求解一维场，熟悉直角坐标系的通解结构。 恒稳磁场的求解观点： 第二章中：毕奥沙伐定律 用于特殊结构特殊场点处（如圆环轴线上），其他位置先X乘再积分存在维数扩展现象。 ，此公式在分析场图结构时非常有用。 安培定律 ，用于一维场求解，安培路径要求场量或者与路径垂直、点乘为0，或者场量与路径相平行且均匀，电流为回路实际交联的电流，掌握分层一维场问题安培定律+边界条件的解法 矢磁位的解法：对比 场源一维分布时，先积分再旋度展开积分维数少，由于圆环等结构可以扩大可求解的场域，在自感、互感的磁通计算 中借助矢磁位也可简化问题的处理。此解法要突出矢磁位与电流同方向的特点。 磁矩的辅助解法： 用于任意回路远场区，与回路形状无关。 时变场的求解： 均匀无耗媒质远场区要求用波动方程猜出一个场量表达 ，两个式子只能用一个 另一个 量由对应的麦氏方程组转换， 由于波动方程在直角坐标系下的展开较直接，所讨论的问题局限于平面波，最重要的结果之一是习题4.2（均匀平面波的通解），第五章中采用复电容将有耗媒质远场区的波动方程与无耗媒质波动方程相统一，继承无耗媒质的解的结构，此时求解做两件事。 （a） （b） 忽略此两项 远场区结果为 进一步整理即为最终结果 一 简述： 1、 说明散度、旋度运算的物理意义？如何理解矢量恒等式 ， ， 的物理意义？ 散度是标性场源点密度函数，散度的体积分为宏观总量与通过闭合面计算的标性场源总量相平衡。 旋度为漩涡源点密度函数，旋度面积分为指定轮廓上的漩涡源总量与矢量闭合路径上寻找的宏观总量平衡。漩涡源永远无法用闭合面积分来发现、点源意义上也如此。 这些恒等式是公式整合、积分转换的基础。 2、 根据 为什么说理想导体内部无场量具有电磁屏蔽性。根据理想导体的边界条件： 说明导体表面上有什么电磁现象？ 导体材料电流有限，电导率 ，对应的D,H,B等均为0，导体内部无体电荷密度。 导体表面上电场处处垂直于导体表面并感应出面电荷，如有切线分量必须在导体表面为0. 磁场处处相切与导体表面并感应出面电流，如有垂直分量在导体表面必须为0. 结合 产生的电磁能流关系和例4.3.1，电磁波略过表面时导体起引导作用，场的观点认为电磁 能流是通过介质层传输的。同时产生纵向电场和纵 向电流平衡磁场的安 培定律，导线的电导 率越大， 衰减越小。 海水是导电媒质，当电磁波略过海水表面时可以传播很远，穿入海水则衰减很快。 同轴线中的电场、磁场和坡印廷矢量 （非理想导体情况） 3、微分形式的麦氏方程组 中，电流 有哪些改写形式？含义是什么？ 位移电流 与频率变化有什么关系，为什么场量 具有欧姆的量纲。时变场的解作为波具有哪些主要特征？ 场源是局部存在的，无耗媒质远场区可写成 ，有耗媒质远场区通常写成 ，天线表面电流近场区只能写成 。频率越高，位移电流越大，损耗媒质传导电流与位移电流之比 称为损耗角正切，媒质的电磁特性是随频率变化的。 时变场的解是时间和空间的函数，作为一种波表现为相互激励彼此伴随；相互制约，一个场量已知，另一个场量在特定的方向沿特定的分布变化， 4、矢磁位 ，具有什么特点？ 为什么直立的线天线通常称为垂直极化天线而水平架设的线天线通常称为水平极化天线？ 时变场的矢磁位既是空间的函数又是时间的函数称为动态位，同时等号表明矢磁位与电流同方向，电流一维分布时积分维数较少，恒稳磁场中采用矢磁位有扩大可求解的场域、简化计算的特点。基于达朗贝尔方程利用矢磁位突破点源辐射场的求解。 天线直立，矢磁位与天线表面电流同方向均为直立，磁场为矢磁位的旋度在水平面上，电场为磁场的旋度则在铅垂面上称为垂直极化天线。同理，水平架设的天线称为水平极化天线，电场平行于地面，磁场垂直于地面。 J，A E H 波前下倾 J，A