第5章静pmdcb.ppt

第6章UPW的反射与透射 6.1UPW对分界平面的垂直入射 6.2 UPW对多层分界平面的垂直入射 6.3UPW对理想介质分界平面的斜入射 6.3UPW对理想导体平面的斜入射 若上述两个相互正交的线极化波 Ex 和 Ey 具有不同振幅及不同相位，即 则合成波的 Ex 分量及 Ey 分量满足下列方程 这是一个椭圆方程，它表示合成波矢量的端点轨迹是一个椭圆，因此，这种平面波称为椭圆极化波。记为EP(Elliptcal Polarization). ? y x E x y Ey? m Ex? m 当? 0 时，Ey分量比 Ex 滞后，与传播方向 ez 形成右旋椭圆极化波；当? 0 时， Ey分量比 Ex 导前，与传播方向ez 形成左旋椭圆极化波。 1)相位差+?/2，左旋极化波，向波的传播方向观察，场的旋转方向为逆时针 2)相位差-?/2，右旋极化波，向波的传播方向观察，场的旋转方向为顺时针 前述的线极化波、圆极化波均可看作为椭圆极化波的特殊情况。由于各种极化波可以分解为线极化波的合成，因此，仅讨论线极化平面波的传播特性。 电磁波的极化特性获得非常广泛的实际应用。例如，由于圆极化波穿过雨区时受到的吸收衰减较小，全天候雷达宜用圆极化波。 在微波设备中，有些器件的功能就是利用了电磁波的极化特性获得的，例如，铁氧体环行器及隔离器等。 在无线通信中，为了有效地接收电磁波的能量，接收天线的极化特性必须与被接收电磁波的极化特性一致。 在移动卫星通信和卫星导航定位系统中，由于卫星姿态随时变更，应该使用圆极化电磁波。 当圆极化波入射到对称目标(如平面, 球面等)上时, 反射波变为反旋向的波, 即左旋波变为右旋波, 右旋波变为左旋波。 天线若辐射左旋圆极化波, 则只接收左旋圆极化波而不接收右旋圆极化波; 反之, 若天线辐射右旋圆极化波, 则只接收右旋圆极化波.这称为圆极化天线的旋向正交性 。 根据这些性质, 在雨雾天气里, 雷达采用圆极化波工作将具有抑制雨雾干扰的能力。因为, 水点近拟呈球形, 对圆极化波的反射是反旋的, 不会为雷达天线所接收; 而雷达目标(如飞机, 船舰, 坦克等)一般是非简单对称体, 其反射波是椭圆极化波, 必有同旋向的圆极化成分, 因而仍能收到。同样, 若电视台播发的电视信号是由圆极化波载送的(由国际通信卫星转发电视信号正是这样), 则它在建筑物墙壁上的反射波是反旋向的, 这些反射波便不会由接收原旋向波的电视天线所接收, 从而可避免因城市建筑物的多次散射所引起的电视图像的重影效应 。 1)相位差+?/2，左旋极化波，向波的传播方向观察，场的旋转方向为逆时针 2)相位差-?/2，右旋极化波，向波的传播方向观察，场的旋转方向为顺时针 例 在空气中传播的一个平面波有下述两个分量： 这是什么极化波? 试求该波所传输的平均功率密度. ［解］ 电场强度二分量的复振幅为 因E1≠E2, φ=-60°, 这是右旋椭圆极化波。 电场强度复矢量为 磁场强度复矢量为 其共轭复矢量为 平均功率密度为 即： 它是两组空间上正交的线极化波的平均功率密度之和; 它与二者的相位差φ无关。 作业：5.6,5.10,5.12,5.14 例 判断以下电磁波的极化方式。 (1) Ex = ?Asin(? t ? kz)，Ey = Asin(? t ? kz ? 90?) (2) Ex = Acos(? t ? kz)， Ey = ?Asin(? t ? kz ? 270?) (3) Ex = Acos(? t ? kz)， Ey = 2Acos(? t ? kz ? 90?) 解：把已知条件的表达式适当变形，然后再作出判断： (1) Ex = ?Asin(? t + kz) = Acos(? t + kz + 90?)， Ey = Asin(? t + kz ? 90?) = Acos(? t + kz + 180?) Ey超前于Ex相位角为90?，二者振幅相等，波沿?? z方向传播，因此合成波为右旋圆极化波。 (2) Ex = Acos(? t ? kz) Ey = ?Asin(? t ? kz ? 270?) = ? Acos(? t ? kz) Ey与Ex相位相反，合成波为线极化波 (3) Ex = Acos(? t ? kz)， Ey = 2Acos(? t ? kz ? 90?) Ey落后于Ex的相位为90?，波沿z轴正方向传播，判断合成波为右旋椭圆极化波。 5.3 导电媒质中的平面波 若 ? ? 0 ，则在无源区域中 若令 则上式可写为 式中