电磁场与电磁兼容习题答案与详解-第3章

电磁场与电磁兼容习题答案与详解第三章3.2已知自由空间传播的均匀平面电磁波，电场强度为：a104ej20zj2Ea104exj20z(V/m)y试求：①该电磁波向何方向传播；②该电磁波的频率f；③该电磁波的极化方式；④该电磁波的磁场强度H；⑤与该波传播方向垂直的单位面积流过的的平均功率。解：①即是+z方向aakz20.1mf3109vHz②k20rad/mkE(a104ja104)ej20z③xyE104cost20zE104cost20z2xyEytgt-20zE2E21Exyx由上可知，该波为左旋圆极化波。1104105a(aja)ej20z(aja)ej20zA/m④⑤HaE12012zzxyyx01SReEH1Re10410512(aja)(aja)a109W/m2xyyxz1222平均3.5已知真空中传播的平面电磁波的电场强度为：E(r,t)5(a3a)cos[6107t-0.05(3x3y2z)]V/mxy试求：①电场强度的振幅、波矢量及波长；②磁场强度矢量H(r,t)；③平均坡印亭矢量S。平均解：①E51310v/mmk0.05(3a3a2a)rad/mxyzk0.059340.2210mkk1a(3a3a2a)②k4kxyz11480(3a3a2a)5(a3a)xyzxyH(,t)aE(r,t)k0cos6107t0.05(3x3y2z)1(3aa23a)cos6107t0.05(3x3y2z)=48xyzE5(a3a)ej0.05(3x3y2z)V/m③xy148(3aa23a)ej0.05(3x3y2z)A/mHxyzS1ReEH548(3a3a2a)W/m2*2平均xyz121002E54824003.6在，，的媒质中有一均匀平面波，其电场强度为：014rr。若已知f150MHz，波在任意点的平均功率流密E(z,t)Esin(tkz)30度为；0.265(W/m)2试求：①相位常数k、波长、相速以及波阻抗；p②t0，的电场强度；z0E(0,0)③时间经过之后，电场的值在什么地方；0.1sE(0,0)④时间在t0时刻之前，电场的值在什么地方。0.1sE(0,0)1解：①k2rad/m2fcrr21km1cm/svp1.5108rr146003E②v/mE(0,0)Esin3200EEE0,053V/m22，0S0.265E10V/m0021202ft1.510③t=0.1us,1mtkzz10.110615833k④t=-0.1us,mtkz33z15223.9海水的，试求：频率为、、的100KHz100MHz100GHz4S/m,81r电磁波在海水中的波长、衰减常数和波阻抗。21058194361098解：①f=100kHz,104>>1，海水是良导体f105410740.4j0.1(1j)25m，80②f=100MHz,，海水是一般有耗媒质91813610980(1()21)11.969(1()21)2108410722(1()21)13.38220.15m40410731j8.9813610980j(1j)90.08③f=100GHz,<<1，海水是弱导电媒质980(11()21)223(11()21)610322，j2400.33mm33.19已知UPW的电场振幅为100V/m,从空气垂直入射到无损耗的介Em1质平面上（，，），试求反射波和透射波中电场的振幅。40202026001解：1200220r0123T123201003EEv/m即E33.3v/mm1m1m1200v/m即ETEE66.7v/mm23m2m13.20已知UPW从垂直入射到介质平面时，在中形成驻波。(,)(,)0000设驻波比为3，介质表面为电场驻波最小点，且波在介质中的波长为1中的，试求介质的和。(,)600rr解：VSWR11312因为介质表面为电场最小点，即反射电场与入射电场反相120111即r233000r21202即6w6wrr所以182rr3.23已知一个，f10MHz的UPW自空气垂直入射到银板平E30V/mm面，银的，。设界面上的磁场强度振幅，16.110S/mH0.5A/m07rr试求：①银表面处电场强度振幅；②银板每单位面积吸收的平均功率。j(1j)8104解：c①银表面透射电场振幅EtEE2c2ctTmc00E2E5.7104V/mcc2tm012Re(EH)1Re(E)1Re(*2EE②S)1104w/m2tt22avttt*cc3.25已知空气中一UPW斜入射到一电介质表面上，电介质3，，1rr，入射波电场振幅为1V/m，试分别计算垂直极化和平行极化两种情600形下反射波和折射波电场强度振幅。sin解：sin611i22ttr12301rcoscosT11垂直极化：t12i1coscosi2221tEE0.5v/mEtTE0.5v/mmmmmcoscos水平极化电场的切向分量满足：//i01T1////2t1coscosi12t入射波电场的切向分量EEcositiit折射波电场的切向分量EEcosttt12EiEttT1EE/30.5773//EtiEit2t1UPW磁场振幅为，以在空气中沿方向传A/m30rad/m-a3π3.27已知z播，