§6.1均匀平面波在理想介质中的传播ppt

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1、6.1均匀平面波在理想介质中的传播许多复杂的电磁波可认为是均匀平面电磁波的线性叠加，而均匀平面电磁波存在于无限大媒质中，故先研究其在无限大理想介质中的传播具有重要意义■∞理想介质中均匀平面波的如何表示？■均匀平面波在∞理想介质中传播特性和参数是什么？■均匀平面波有哪几种极化方式？一、什么叫均匀平面电磁波即1)等相位面为平面2)其传播方向与等相位面的法线方向一致3)等相位面上各点场强的幅度、方向皆相同4)沿传播方向场强分量为零，即为横电磁波(TEM)5)具有时谐特性例：一均匀平面波沿+z方向传播对无源区（充满线性各向同性均匀理想介质）：对无源区

2、（充满线性各向同性均匀理想介质）：即沿+z方向传播的均匀平面电磁波场强只与坐标z有关，但无z分量二、沿+z方向传播的均匀平面电磁波1.场强的复矢量表示式设远离波源的区域(无源区)为线性各向同性均匀理想介质时谐特性的均匀平面电磁波满足：即沿+z方向传播的均匀平面电磁波场强只与坐标z有关，但无z分量二、沿+z方向传播的均匀平面电磁波1.场强的复矢量表示式设远离波源的区域(无源区)为线性各向同性均匀理想介质时谐特性的均匀平面电磁波满足：交叉代入得关于场强的齐次Holmheltz方程：沿+z方向传播的均匀平面电磁波：(场强只与z有关，无z分量)交叉代

3、入得关于场强的齐次Holmheltz方程：沿+z方向传播的均匀平面电磁波：在线性各向同性均匀媒质中，为实数，则通解：同理上式中皆为复常数。在线性各向同性均匀媒质中，为实数，则通解：同理上式中皆为复常数。■第一项因子：表示相位随z的增加而滞后，代表沿+z方向传播的波■第二项因子：表示相位随z的增加而超前，代表沿－z方向传播的波在无限大线性各向同性均匀媒质中无反射波，则■第一项因子：表示相位随z的增加而滞后，代表沿+z方向传播的波■第二项因子：表示相位随z的增加而超前，代表沿－z方向传播的波在无限大线性各向同性均匀媒质中无反射波，则思考：1)若均

4、匀平面电磁波在∞线性各向同性均匀媒质沿－z方向传播，则场强复矢量如何表示？2)若改为沿+x或+y方向传播，则场强复矢量又如何表示？1)若均匀平面电磁波在∞线性各向同性均匀媒质沿－z方向传播，则场强复矢量如何表示？2)若改为沿+x或+y方向传播，则场强复矢量又如何表示？2.场强的瞬时值令令2.场强的瞬时值同理：令令1)周期T：4.均匀平面波的传播参数相位：：时间相位：空间相位2)频率f：3)波长l：同理：1)周期T：4.均匀平面波的传播参数相位：：时间相位：空间相位2)频率f：3)波长l：4)相速vp：5)波阻抗Zw：横向电场与横向磁场之比=0

5、4)相速vp：5)波阻抗Zw：横向电场与横向磁场之比=0同理可得：令-------波阻抗(waveimpedance)(真空波阻抗)波阻抗只与媒质有关，亦称媒质的本征阻抗。同理可得：令-------波阻抗(waveimpedance)(真空波阻抗)波阻抗只与媒质有关，亦称媒质的本征阻抗。5.均匀平面波的传播特性1)横电磁波(TEM)特性：沿传播方向场强分量=02)电场与磁场始终相互垂直，、与满足右手关系可证：，三者满足右手关系，且1)横电磁波(TEM)特性：沿传播方向场强分量=02)电场与磁场始终相互垂直，、与满足右手关系3)平均坡印亭矢量沿

6、传播方向，且为一常矢量(常矢量)可证：，三者满足右手关系，且例5.1.1已知无界理想介质(mr=1)中均匀平面波的场强：求：(1)平面波的传播方向；(2)l、er、vp、w；(3)SavSol.(1)该均匀平面波沿+y方向传播(2)由题意可知：3)平均坡印亭矢量沿传播方向，且为一常矢量(常矢量)例5.1.1已知无界理想介质(mr=1)中均匀平面波的场强：求：(1)平面波的传播方向；(2)l、er、vp、w；(3)SavSol.(1)该均匀平面波沿+y方向传播(2)由题意可知：(3)平均坡印亭矢量：由或由或(3)平均坡印亭矢量：6.均匀平面波的

7、极化方式(polarizationmode)即电场强度矢量的大小和方向随时间的变化规律(偏振特性)设均匀平面波沿+z方向传播，则6.均匀平面波的极化方式(polarizationmode)即电场强度矢量的大小和方向随时间的变化规律(偏振特性)设均匀平面波沿+z方向传播，则1)线极化(linearpolarization)：即电场强度矢量只沿某一特定方向，称该电磁波为线极化波。1)线极化(linearpolarization)：即电场强度矢量只沿某一特定方向，称该电磁波为线极化波。线极化波的应用水平极化波：方向与地面平行，如电视广播信号….垂直

8、极化波：方向与地面垂直，如陆地移动通信….2)圆极化(circularpolarization)：且，则即电场强度矢量末端轨迹是圆形，称其为圆极化波。右旋圆极化左旋