7电磁场与电磁波-第七章(下)图片

复习电磁波的场量表达式包含了有关波特性的信息。

1、均匀平面波电场场量的一般表达式

2、波的频率和周期

4、相位速度（波速）

结论：在自由空间中传播的电磁波，电场幅度与磁场幅度之比为377。讨论：1、电磁波传播相位速度仅与媒质特性相关。

2、真空中电磁波的相位速度：

结论：在自由空间中传播的电磁波，电场幅度与磁场幅度之比为377。小结：无界理想媒质中均匀平面波的传播特性：电场与磁场的振幅相差一个因子η.电场、磁场的时空变化关系相同。电场、磁场的振幅不随传播距离增加而衰减。电场和磁场在空间相互垂直且都垂直于传播方向。

E、H、K（波的传播方向）满足右手螺旋关系。第四节波的极化特性极化的分类：两个频率相同、传播方向相同的正交电场分量1.当相位相同或相差180。时，电磁波为线极化波；2.当振幅相同，相差时，电磁波为圆极化波。3.当振幅和相位是任意的，则其合成波为椭圆极化波。第五节导电媒质中的均匀平面波一、导电媒质中的波动方程在无源的导电媒质区域中，麦克斯韦方程为第一个方程可以改写为导电媒质的典型特征是电导率

≠0。电磁波在其中传播时，有传导电流J=γE存在，同时伴随着电磁能量的损耗，电磁波的传播特性与非导电媒质中的传播特性有所不同。称为复介电常数或等效介电常数说明：复介电常数引入等效复介电常数后，无源导电媒质中的麦克斯韦方程组可记做：二、导电媒质中的波动方程的解可建立方程组：三、导电媒质中的平面波的传播特性

1、波的振幅和传播因子

2、幅度因子和相位因子

3、相位速度（波速）在理想媒质中：很明显：损耗媒质中波的相速与波的频率有关。色散现象：波的传播速度（相速）随频率改变而改变的现象。具有色散效应的波称为色散波。结论：导电媒质（损耗媒质）中的电磁波为色散波。

4、场量E,H的关系可以推知：在导电媒质中，场量E,H之间关系与在理想介质中场量间关系相同，即：讨论：(1)三者相互垂直，且满足右手螺旋关系

在导电媒质中，电场和磁场在空间中不同相。电场相位超前磁场相位:小结：无限大导电媒质中电磁波的特性：

1、为横电磁波（TEM波）三者满足右螺旋关系;2、电磁场的幅度随传播距离增加而呈指数规律减小；3、电、磁场不同相，电场相位超前于磁场相位；4、是色散波。波的相速与频率相关。四、媒质导电性对场的影响

1、良导体中的电磁波

重要性质：在良导体中，电场相位超前磁场相位π/4.因此：电磁波只能存在于良导体表层附近，其在良导体内激励的高频电流也只存在于导体表层附近，这种现象成为趋肤效应。

2、弱导体中的电磁波在弱导电媒质中，仍存在能量损耗，波的相位常数近似等于理想媒质中波的相位常数，本征阻抗:第六节均匀平面波对分界面的垂直入射

本节讨论单一频率均匀平面波在两个半无界介质分界面上的反射与透射，设分界面为无限大平面，分界面位于z=0处。本节以入射波为x方向的线极化波为例进行讨论。一、对理想导体的分界面的垂直入射

设左半空间是理想介质，γ1＝0；右半空间为理想导体，γ2＝∞。分界面在z=0平面上。

理想介质内将存在入射波和反射波。设入射波电场为：则反射波电场为：则入射波磁场为则反射波磁场为由理想导体边界条件可知：理想媒质中的合成场为：合成波场量的实数表达式为：讨论：1、合成波的性质：zEx0zHy0zHy0zEx0合成波的性质：

合成波为纯驻波振幅随距离变化电场和磁场最大值和最小值位置错开λ/4电场和磁场原地振荡，电、磁能量相互转化。2、导体表面的场和电流在理想导体表面的感应面电流为：3、合成波的平均能流密度结论：合成波(驻波)不传播电磁能量，只存在能量转化。复习1.导电媒质中的均匀平面波导电媒质的典型特征是电导率

≠0。二、导电媒质中的波动方程的解可建立方程组：三、媒质导电性对场的影响

1、良导体中的电磁波第六节均匀平面波对分界面的垂直入射一、对理想导体的分界面的垂直入射

设左半空间是理想介质，γ1＝0；右半空间为理想导体，γ2＝∞。分界面在z=0平面上。

理想介质内将存在入射波和反射波。设入射波电场为：则反射波电场为：则入射波磁场为则反射波磁场为由理想导体边界条件可知：二、对两种导电媒质分界面的垂直入射

设左、右半空间分别为1区和2区。由于它们的本征阻抗不同,电磁波在介质分界面上将发生反射和透射。透射波在介质2中将继续沿＋z方向传播。设入射波电场为(一般已知):反射波电场为:设透射波电场为:由两种导电介质边界条件可知：媒质1中总的电场、磁场为：定义：反射系数透射系数反射系数和透射系数关系为：讨论

3.当1区为空气,2区为良导体，对于一般的高频电磁波(GHz)，在此导电