平面电磁波的传播.ppt

弱导电媒质中均匀平面波的特点 相位常数和理想介质中的相位常数大致相等； □电场和磁场存在较小的相位差(近似为零)。即 低损耗介质中的波阻抗近似等于理想介质中的值 与理想介质相比，电磁波有衰减，但衰减小； 当 ，称为良导体， 6.3.3良导体中的波 — 等效介电常数 故 令 （ 透入深度） 相速度 波长 对高频电磁波，衰减常数 值非常大，因此电场,磁场的 振幅都发生急剧的衰减，因此电磁波无法进入良导体 深处，仅存在其表面。定义透入深度d,表示 电磁波进入良导体后，其振幅下降到表面处振幅的 1/e 时所传播的距离。 电场磁场不同相位，磁场相位落后电场45度 良导体中波的传播特性： 理想介质与良导体中均匀平面波传播特性的比较。 图6.3.1 导电媒质中正弦均匀平面波沿 x 方向的传播 有关，是色散波。 相速与 E , H 为减幅波（集肤效应) ； 波阻抗为复数, 超前 下 页 上 页 返 回 例题p229 电场能量小于磁场能量， 说明良导体中电磁波以磁场为主 良导体中电磁波的相速和波长 都较小（电导率 很大） 极化的概念 波的极化表征在空间给定点上(x为常数)电场强度矢量的取向随时间变化的特性, 是电磁理论中的一个重要概念。 在电磁波传播空间给定点处，电场强度矢量的端点随时间变化的轨迹。 波的极化 一般情况下，沿+x方向传播的均匀平面波 ，其中 (画图说明) 6.4 平面波的极化 Plane Wave Polarization 图6.4.1 直线极化的平面波 6.4.1 直线极化（Linear Polarization) 特点：Ey 和 Ez 同相或反相。 合成后总电场大小 下 页 上 页 返 回 条件： 或 随时间变化 常数 因x固定，故取x=0平面研究较为方便 方向 特点：合成波电场的大小随时间变化但其矢 端，轨 迹与y轴的夹角始终保持不变。 结论：任何两个同频率、同传播方向且极化方向互相垂直的线极化波，当它们的相位相同或相差为±π 时，其合成波为线极化波。 另，工程上常将垂直于地面的线极化波称为垂直极化波， 将平行于地面的线极化波称为平行极化波。 例收音机,电视天线 振幅不限 6.4.2 圆极化波 则 条件： 合成波电场的模 常数 合成波电场与+ y 轴的夹角 随时间变化 特点：合成波电场的大小不随时间改变，但方向却随时间变 化，电场的矢端在一个圆上并以角速度ω 旋转。 结论：任何两个同频率、同传播方向且极化方向互相垂直的 线极化波，当它们的振幅相同且相位差为±π/ 2 时， 其合成波为圆极化波。 （Circular Polarization) 取x=0平面研究 左旋圆极化波：若φy－φz＝-π/2，则电场矢端的旋转方向与电磁波传播方向+x成左手螺旋关系，称为左旋圆极化波 合成波电场与+ y轴的夹角 这里假定波沿x轴正向传播 Ey 滞后 Ez 为左旋极化波。 图6.4.2 圆极化的平面波 右旋圆极化波：若φy－φz＝π/2，则电场矢端的旋转方向与 电磁波传播方向成右手螺旋关系，称为右旋圆极化波 合成波电场与+ y轴的夹角 这里假定波沿x轴正向传播 Ey 超前 Ez 为右旋极化波。 一般情况下，令 ，由 6.4.3 椭圆极化波 可得到 特点：合成波电场的大 小和方向都随时间 改变，其端点在一 个椭圆上旋转。 振幅不等， 初相位差为 任意值 椭圆的长轴与+y轴的夹角由上式确定 则沿顺时针方向旋转.为左旋椭圆极化 ,(假定沿x正方向传播) 则沿逆时针方向旋转.为右旋椭圆极化,(假定沿x正方向传播) 例如:卫星和地面站的天线 图6.4.3 椭圆极化的平面波 合成波极化的小结 线极化： ?φ = 0、±? ； ?φ = 0，在1、3象限，?φ = ? ，在2、4象限 椭圆极化：其它情况；?φ ＞0，右旋，?φ ＜0，左旋 圆极化：?φ = ±? /2，E1m = E2m； 取“＋”，右旋圆极化，取“－”，左旋圆极化 电磁波的极化状态取决于Ey和Ez的振幅E1m、E2m和相位差?φ＝φy－φz 对于沿+ x方向传播的均匀平面波：