微波技术与天线

马旭微波技术与天线期末论文汇报微波技术与天线第1页题目：波速、相速、群速、能量传输速度波动存在三种速度：1.质点速度2波速或相速度3．群速度微波技术与天线第2页质点速度：介质质点在其平衡位置附近作简谐振动速度。平均速度：

当△t趋于0时，B点趋于A

点，平均速度极限表示质点在

t时刻经过A

点瞬时速度，简称速度。表示为：速度是位矢对时间一阶导数，其方向沿轨道上质点所在处切线，指向前进一侧。微波技术与天线第3页相速：指等相位面传输速度，或恒定相位点移动速度。为某一时刻t一个波列微波技术与天线第4页波矢量：一个矢量，它方向表示电磁波等相位面行进方向；它大小称为波数k波矢量：如图所表示：yz波数

表示沿方向传输平面波。波数

和

表示沿+y和+z方向传输平面波之和。微波技术与天线第5页等相位面垂直于传输方向k

zyxdkP0等相位面P(x,y,z)r假设平面波为：相位为：微波技术与天线第6页式中R表示某一相位，当（kx-wt）一定时，即为某一相位，则值一定。当t增大时，x必须增大，才能保持（wt-kx）不变。这意味着用（wt-kx）描述振动状态伴随时间推移向x正方向传输。

微波技术与天线第7页复色光可视为若干单色波列叠加，所以复色光在真空中传输相速就等于单色光在真空中传输相速。在介质中，各单色光以不一样相速传输，复色光传输速度问题也随之复杂化。

在理想介质中，均匀平面波相速与媒质特征相关。考虑到一切媒质相对介电常数r>1，又通常相对磁导率r1，所以，理想介质中均匀平面波相速通常小于真空中光速。但应注意，电磁波相速有时能够超出光速。所以，相速不一定代表能量传输速度——能流速度。平面波在导电媒质中传输时，其相速不但与媒质参数相关，而且还与频率相关微波技术与天线第8页波群速度，或简称群速，是指波幅度外形上改变(称为波“调制”或“波包”)，其在空间中所传递速度。即包络传输速度，它代表信号能量传输速度。因为色散存在，在同一个介质中传输不一样频率光波含有不一样相速度，也就是说，同一光信号所包含不一样光谱成份在色散介质中不能同时传输。形象一点说，你拿电钻在一个很坚固墙上钻洞，你会以为电钻钻头螺纹在旋转时似乎已高速前进，不过这只是你错觉，因为你看到是螺纹“相速度”，即使很快，但那是你钻头很慢很慢向墙内推进，也就说电钻总向前推进速度就是“群速度”。不过墙壁很硬度话，你电钻根本就钻不进去，电钻向前推进速度为“0”，不过你从电钻螺纹上看却总以为电钻是不停钻进去。微波技术与天线第9页依据付里叶分析，任何一个复杂波，都能够分解成许多不一样频率成份简谐波叠加微波技术与天线第10页两个频率相近等振幅简谐波合波为：包络线：微波技术与天线第11页令：得：两边对t求导微波技术与天线第12页群速度与相速度区分与联络t1时刻x1、x2和x波形曲线此时x1一个波峰（用×标识）和x2一个波峰（用○标识）恰好重合，重合处应是合成波最大值即波形包迹(即包络)最高点。微波技术与天线第13页在无色散媒质中，相速度与频率无关，由w=uk可求得在这种情况下，不一样频率简谐波以相同波速传输，整个波群也以相同速度传输，并保持波形不变。适当选择t2－t1，使得带标识波峰之后一对波峰在t2时刻重合，这么包迹最高点恰好移到新重合处微波技术与天线第14页群速度与相速度在当今科学中应用A．固体中电子群速度相速度大小取决于能量零点选取。假如真要得到相速度与群速度乘积等于光速平方，那么计算相速度时候，能量应该取相对论能量。在非相对论情况下我们经常对粒子能量进行了一个常规重正化，取了非相对论能量。因为群速度是取导数，这并不影响群速度大小。但计算相速度时候要直接使用粒子能量，这么做就造成算出相速度是不正确。也就是说非相对论相速度往往是没有意义。尽管固体物理基本都是非相对论，但要讨论相速度，就不能离开相对论。B．固体中电磁感应光透明与群速度减慢研究（烟台大学—硕士学位论文---梁卿昌）

电磁感应光透明（EIT）是指经过强相干场耦合，使得原本对弱探测场吸收介质产生感应透明。电磁感应光透明造成光群速度减慢（SGV），光信号存放等现象在量子量子信息处理有极大应用潜力，对量子信息处理和计算机发展含有主要意义。微波技术与天线第15页C.應用Biot理論於海綿骨之相速度與聲響性質分析（淡江大學---顧庭碩）

本文應用Biot多孔彈性動態理論以脈衝回波法分析頻域與時域之海綿骨相速度。研究中首先進行Biot多孔彈性材料動態統御方程組之拉普拉斯轉換，再配合脈衝回波量測之邊界條件，及拉普拉斯轉換因子與角頻率關係(s=iω)，求得海綿骨頻域之相速度解析解與海綿骨表面位移函數。時域之海綿骨相速度分析則利用海綿骨表面位移頻域函數搭配平頂函數窗之濾波函數，於時域中由波傳時間差計算其相速度。

D.左手材料基本特征及其在微带天线中应用研究

左手材料(LHMs)是一个介电常数和磁导率同时为负人工复合结构材料，因为其中传输电磁波相速度和群速度方向相反，从而表现出一系列反常电磁特征。如反常Doppler效应、反常Cherenkov辐射、反常Goos-H(a)nchen位移、负折射效应和完美透镜效应等。LHMs发觉被美国《科学》杂志评为十大科技突破之一，是当前物理与电磁学研究领域中前沿与热点问