第六章 均匀平面波的反射及透射

第六章均匀平面波的反射与透射

电磁波的传播与分布问题除了与基本方程有关外，还与边界条件密切相关

6.1均匀平面波对分界面的垂直入射

假设电场方向不变，而磁场方向反向

6.1.1均匀平面波对理想导体分界面的垂直入射

电场需要满足切向电场为0交界面上，入射电场与反射电场方向相反或相位差180°其他点上如何？？？

总场是纯驻波6.1.2均匀平面波对理想介质分界面的垂直入射电磁波必须满足切向电场连续和切向磁场连续两个边界条件当介质交界面位于总场是行驻波总场是行驻波可以判断，反射波为左旋圆极化波，反射波发生了旋转反相，合成波变成了椭圆极化波。而透射波任然为右旋圆极化波。6.1.3均匀平面波对导电媒质分界面的垂直入射所不同的是：1)导电媒质的特征阻抗为复数，因此电场和磁场不同相；2)反射系数和透射系数此时均为复数，反射波、透射波和入射波存在相位差3)相位差的大小由介质特性决定，不再是0°或180°。反射波电场以及透射波电场与入射波电场的相移分别为179.42度和2.33度一般有耗介质表面

6.2均匀平面波对多层介质分界面的垂直入射表征介质1中所有左行的电磁波与入射电磁波的比值

6.2.1多层媒质的反射与透射

计算从右边开始递推6.2.2四分之一波长匹配器令令单层匹配层的工作频带比较窄可以采用多个波长匹配层，而每一层的特性阻抗与邻近介质层特性阻抗仍然满足

6.2.3半波长介质窗*6.2.4天线罩简介在天线外面加一个天线罩可以使天线免受强风、酸雨、大雪、冰雹的影响,延长了电子系统的工作寿命,提高飞行器的气动性能

单层A-夹层B-夹层C-夹层更多层结构天线罩（按照横截面结构分类）玻璃纤维增强塑料、陶瓷、合成橡胶以及整块的泡沫塑料等制成在两个致密的薄介质蒙皮之间插入低密度的芯子，玻璃纤维增强塑料或高频陶瓷，泡沫蜂窝结构，用于飞行器上的鼻锥天线罩或流线型天线罩

为提高透波特性、插入相移、工作带宽以及入射角度宽度6.3均匀平面波对理想导体的斜入射

6.3.1斯耐尔反射定律

电磁场相对于交界面既具有切向分量又具有法向分量垂直极化电磁波平行极化电磁波入射平面

6.3.2垂直极化波的斜入射

6.3.3平行极化波的斜入射

6.4均匀平面波对媒质的斜入射

垂直极化电磁波

平行极化电磁波

6.4.1垂直极化波对理想介质的斜入射

6.4.2平行极化波对理想介质的斜入射

6.4.3全反射与全折射

一、全反射反射系数和透射系数仍为实数表面波

透射波是非均匀平面波

光纤的应用

二、全透射布儒斯特角

平行极化波

极化滤波的作用

布儒斯特角又称作极化角

﹡6.5电磁散射与雷达隐身

总场=入射场+散射场物体表面上感应电磁流和电荷的二次辐射

取决于物体的形状、大小、结构和材料特性，以及入射波的频率、极化等雷达工作原理

一般复杂物体

6.5.1雷达横截面(RCS)6.5.2RCS预估技术重点讲解金属球

几何光学理论具有计算简单，应用方便等优点，但是计算精度受到下列因素制约：1．RCS决定于镜面点处的曲率半径，所以对平板或单曲率表面如圆柱等目标，由该式求解，将得到一个无限大的结果，因为此时表面的一个或两个曲率半径为无限大。2．几何光学法要求散射体表面光滑，即曲率半径，因此对于棱边、拐角和尖顶是不能用几何光学方法处理的。3．在焦散区或源区，射线管截面积变为零，由几何光学计算的场变为无限大，因此在这些区域不能应用几何光学。4．认为阴影区域场为零，这与实际情况不符。6.5.3目标材料隐身技术

减小军事目标RCS20dB和40dB时，雷达作用距离分别降低至原来的31.6％和10％雷达吸波材料(RAM)的基本特点在于材料的折射率是复数，在磁效应和电效应的材料中，正是的虚部引起吸收损耗。电吸收材料的损耗来自于材料的有限电导率。碳是最基本的吸收剂原料，微波暗室磁吸收材料。磁偶极矩产生磁损耗，铁氧化物(铁氧体)和羰基铁是其基本成分RAM吸收电磁波的基本要求是：入射波最大限度地进入材料内部而不在其前表面上反射——使材料的波阻抗与空气阻抗相匹配进入材料内部的电磁波能迅速地被材料吸收衰减掉，即材料