微波技术与天线 电磁场概述.ppt

微波技术与天线-电磁场概述 丁朝远 光电信息学院 * 微波技术与天线 一、麦克斯韦方程组和本构关系 1.麦克斯韦方程组 一、麦克斯韦方程组和本构关系 谐变电磁场（单色电磁波） 省去Re和相量上的点 1.麦克斯韦方程组 一、麦克斯韦方程组和本构关系 时谐波的麦克斯韦方程组 1.麦克斯韦方程组 时变形式 复数形式 一、麦克斯韦方程组和本构关系 2.本构关系 电流连续性定理 均匀、线性、各向同性媒质的本构关系方程 一、麦克斯韦方程组和本构关系 均匀、线性、各向同性媒质中时谐波的麦克斯韦方程组 与极化相关的损耗 定义材料的损耗正切 二、边界条件与唯一性定理 通用边界条件 二、边界条件与唯一性定理 2. 理想介质边界条件 电荷密度、电流密度都为0（切向连续） 3. 理想导电体边界条件 切向电场Et=0 电壁镜像 二、边界条件与唯一性定理 3.唯一性定理 矢量场的惟一性定理(静态矢量场)： 任一区域中的矢量场，当其散度、旋度以及边界上场量的切向分量或法向分量给定后，则该矢量场是惟一的。 矢量场的散度及旋度代表了场源，因此矢量场的惟一性定理说明了任一区域中的矢量场被其源和边界条件惟一地确定。 两种特殊情形 (1) 无限大自由空间的矢量场仅被其散度和旋度惟一的确定； (2) 有界无源空间中矢量场仅由其边界条件惟一的确定。 二、边界条件与唯一性定理 3.唯一性定理 b. 时变电磁场的惟一性定理 在闭合面S包围的区域V中，当t＝0时刻的电场强度及磁场强度的初始值给定时，又在t0的时间内，边界面S上的电场强度的切向分量Et或者磁场强度的切向分量Ht给定时，则在t0的任何时刻，体积V中任一点的电磁场由Maxwell方程惟一的确定。 三、坡印廷定理、电磁场的能量 1. 时变场坡印亭定理 微分形式： 三、坡印廷定理、电磁场的能量 1. 时变场坡印亭定理 总电磁场储能随时间的减少率 损耗功率 积分形式： 三、坡印廷定理、电磁场的能量 2. 时谐场的坡印亭定理 坡印亭矢量的时间平均值 复数形式的坡印亭矢量 三、坡印廷定理、电磁场的能量 2. 时谐场的坡印亭定理 微分形式的复数坡印亭定理 微波技术与天线-电磁场概述