第六章-平面波.ppt

场矢量E矢端的旋转方向，若符合右手螺旋关系，则称之为右旋圆极化波； 若符合左手螺旋关系，则称之为左旋圆极化波。 第六章 平面波 圆极化波 椭圆极化： 一般情况下，Ex和Ey两个分量的振幅不相等，相位差之间为任意关系，则Ex和Ey两个分量分别为 可以得到 第六章 平面波 合成电场强度矢量E与x轴正方向的夹角α为 合成场矢量E的旋转角速度为 当 时，合成场矢量E在xoy平面上作逆时针方向旋转，故为右旋椭圆极化； 第六章 平面波 当 时，合成场矢量E在xOy平面上作顺时针方向旋转，故为左旋椭圆极化。 第六章 平面波 椭圆极化波 6.6　平面波在介质分界面上的垂直入射 平面波在分区介质中的传播:在已知入射波的频率、振幅、极化方式、传播方向以及两种介质特性的前提下，来确定反射波和透射波的特性，进而来分析合成电磁波在不同介质中的传播规律。 第六章 平面波 6.6.1 平面波对理想导体的垂直入射 第六章 平面波 平面波垂直入射到理想导体 介质1中的合成电场和合成磁场为: 相应的瞬时值表达式为: 第六章 平面波 电场波节点:合成电场振幅具有最小的位置 电场波腹点:合成电场振幅具有最大值的点 无论是波腹点还是波节点均不随时间发生变化。驻波电场的波腹点和波节点都是每隔λ1/4交替出现，两个相邻的波腹点或波节点之间的距离为λ1/2。同理，驻波磁场也具有这样的变化规律。 第六章 平面波 第六章 平面波 驻波电磁场随时间的分布 介质分界面上的面电流密度: 介质1中合成电磁场的坡印廷矢量瞬时值: 平均坡印廷矢量: 第六章 平面波 6.6.2　平面波对理想介质的垂直入射 第六章 平面波 平面波垂直入射到理想介质 介质分界面上的反射系数和透射系数: 介质1中合成电场和合成磁场: 第六章 平面波 介质1中合成电场和合成磁场的大小: 电磁场的波腹点和波节点: η2η1，即Γ0 电磁场的波腹点: 第六章 平面波 此时 电磁场的波节点: 第六章 平面波 此时 η2η1，即Γ0 此时，电场的波腹点对应于Γ0情况时电场的波节点，而磁场的波腹点对应于Γ0情况时磁场的波节点；电场的波节点对应于Γ0情况时电场的波腹点，而磁场的波节点对应于Γ0情况时磁场的波腹点。 第六章 平面波 第六章 平面波 行驻波中电场振幅与磁场振幅 介质1中入射波的平均功率密度： 反射波的平均功率密度： 介质2中透射波的平均功率密度： 第六章 平面波 并且有 第六章 平面波 * 第六章平面波 姜宇 哈尔滨工程大学 信息与通信工程学院电子科学技术研究所 本章内容安排 6.1 基本概念 6.2 理想介质中的平面波 6.3 导电介质中的平面波 6.4 电磁波的极化 6.5 平面波在介质分界面上的传播规律 6.6 平面波在介质分界面上的垂直入射 第六章 平面波 6.1 基本概念 等幅面：在同一时刻，称由空间振动幅度相同的点所组成的面为等幅面。 等相面：在同一时刻，称由空间振动相位相同的点所组成的面为等相面，又称作波阵面。 电磁波根据空间等相面的形状可以分类为： 平面电磁波 柱面电磁波 球面电磁波 第六章 平面波 平面电磁波:等相面为平面的电磁波，并且它的等相面是与电磁波的传播方向相垂直的无限大平面。平面电磁波简称为平面波，它是矢量波动方程的一个特解。 均匀平面波:对于平面波而言，如果其等相面无限大，而且等相面上各点的场强大小相等、方向相同，即沿着某个传播方向的平面波的场量除了与时间有关之外，只与电磁波传播方向的坐标有关，而与其它方向的坐标无关，即平面波的电场和磁场只沿着波的传播方向变化，而在等相面内电场和磁场的方向、振幅以及相 第六章 平面波 位并不发生改变。那么，就称此时的平面波为均匀平面波。 6.2　理想介质中的平面波 6.2.1　理想介质中波动方程的均匀平面波解 时谐电磁场所满足的矢量波动方程为 电场强度E(r)和磁场强度H(r)只与时间t和z方向的坐标有关，而与x方向和y方向的坐标无关，即 第六章 平面波 则有 其解为 第六章 平面波 其瞬时值为 等相面方程为 第六章 平面波 沿+z方向传播的均匀平面波 波阻抗： （1） 第六章 平面波 沿任意方向n传播