《电磁场与电磁波及其应用》课件第六章.ppt

为了减少各种应用之间的相互电磁干扰，国际有关组织规定了下列频率为医用频率，即13.56MHz、27.12MHz、40.68MHz、915MHz、2450MHz、3300MHz、5800MHz、10525MHz，而433MHz在欧洲也是普遍使用的。短波和微波技术可以用来诊断各种肿瘤、胸部疾病、肺气肿、肺水肿以及测量动脉血管壁的厚度等。在治疗方面，可以利用加热治疗方法，医治各种癌变组织、皮下的各种病变及各种慢性疾病（如关节萎缩、盆骨炎症、关节炎、肌内损伤、纤维组织炎和过度疲劳等）。特别是利用微波热效应治疗肿瘤具有特殊意义。因为肿瘤组织的血液循环和导热性能比正常组织要差，在受到微波照射时，肿瘤组织的温升比周围的正常组织温升高，通常要高出1℃～3℃。若适当控制加热温度，使肿瘤

细胞内温度达到42℃以上，即可将癌细胞杀死，而不致伤害

健康组织，故利用微波可杀死缺氧和低pH值的抗放射肿瘤细胞。用强脉冲功率的微波照射实验动物的脑部，使其温度达到42℃以上，可在数秒之内杀死动物，并使其脑中的酶系统同时全部均匀地灭活，从而中止生物化学反应，使脑内的耐热活性物质可保持原来的成分，这样就可用来研究神经化学的特性和功能。对远区（krλ）只保留E、H表达式中含1/kr的项，可由式（6.4.12）和式（6.4.13）得到磁基本振子的远区辐射场：(6.4.14a)(6.4.14b)磁基本振子的平均坡印廷矢量可由式（6.4.14）获得：辐射功率为(6.4.15a)以空气的波阻抗代入上式，有辐射电阻为(6.4.15b)(6.4.16)例6.4.2沿z轴放置大小为I1l1的电基本振子，在xoy平面上放置大小为I2S2的磁基本振子，它们的取向和所载电流的频率相同，中心位于坐标原点，求它们的辐射电场强度。解由式（6.1.4）和式（6.4.14b）知，电基本振子和磁基本振子在空间任意点产生的合成辐射场为例6.4.3将周长为0.1λ0的细导线绕成圆环，以构造磁基本振子，求此磁基本振子的辐射电阻。

解由式（6.4.16）知此磁基本振子的辐射电阻为6.5惠更斯原理

所谓惠更斯面元就是其边长分别为dx、dy的矩形面积元。dx、dy均远小于波长，面上分布有正交的电场矢量ES和磁场矢量HS，且它们的幅度和相位均匀分布。如图6.5.1所示坐标系，设ES=exE0x沿x轴方向，HS=eyH0y沿y轴方向，且E0x/H0y=Z0w。图6.5-1基本面元的坐标1．等效原理

如果电流元是由理想导体构成的，那么它的基本表面S上的磁场强度矢量H只有切向分量，且与表面电流密度矢量JeS的关系为

JeS=n×H(6.5.1)

上式中n是电流元基本表面S上的单位法向矢量。如果我们用JeS表示基本表面S上表面电流密度的量值，用Ht表示基本表面S上切向磁场的量值，则有

JeS=Ht(6.5.2)

如果电流元表面的电流密度JeS是均匀分布的，且电流元横截面的周长为L，则电流元表面电流的量值Ie可以用基本表面S上的切向磁场Ht来表示，即

Ie=JeSL=HtL(6.5.3)类似地，对于图6.4.3中给出的磁流元，表面磁流密度矢量JmS与表面电场强度矢量S之间的关系也应该具有式(6.5.1)的形式，即

JmS=－n×E(6.5.4)

上式中等号右边的负号说明磁流元表面电场的正方向与磁流的正方向成左手螺旋关系。与电流元类似，磁流元表面的电场也只能有切向分量，其量值为Et且与表面磁流密度量值JmS的关系为

JmS=Et(6.5.5)同样，我们假设磁流元表面的磁流密度JmS是均匀分布的，横截面周长为L的磁流元上的磁流为

Im=JmSL=EtL(6.5.6)

与电流元类似，由式(6.4.14)