电动第四章电磁波的传播.pptVIP

内容回顾 内容回顾 以上研究了电磁波与导体的相互作用。电磁波主要是在导体以外的空间或绝缘介质内传播。因此导体表面自然构成电磁波存在的边界。 微波一种高频电磁波，波长在红外线和短波元线波之间，为1毫米至1米。 §5波导 1 高频电磁能量的传输 低频 电路方程 高频 必须直接研究场和线路上电荷、电流的相互作用。 双线传输 同轴传输 波导 传输距离小于200米 有线电视同轴电缆：主要用于视频信号传送，内部绝缘、屏蔽、防干扰效果好。 2 矩形波导中的电磁波 横截面为矩形的金属管 矩形波导管 在一定频率下，管内电磁波是亥姆霍兹方程 此解在管壁上还需满足边界条件： 波沿 轴传播，在 方向是行波，所以 边界条件 1 2 由 ： 1 由 ： 2 边界条件 3 4 边界条件 5 6 边界条件 7 8 1 2 在波导中传播的波，电场 和磁场 不能同时为横波。 一般情形下，可以存在这些波的叠加。 3 截止频率 能够在波导内传播的波的最低频率 称为该波模的截止频率。 若管内为真空，此最低截止频率为 相应的截止波长 波导在厘米波段，应用最广。 4 5 1 2 P181/12 证 取常规矩形坐标 设电磁波沿 轴方向传播，则 波导管内的电磁波必须满足亥姆霍兹方程： 边界条件 试证矩形波导管内存在 不存在 补充 设矩形波导管截面尺寸为 ，电磁波波长 ，问此波导管中可以传播哪些模式的波型。 解 可传播这五种模式的波。 习题解答 解 P181/13 2.1 复介电常数的物理意义 实部 ：代表位移电流的贡献，它不消耗能量 虚部 ：代表传导电流的贡献，它消耗能量 功率密度： 2.2 复波矢量的物理意义 实部 ：描述的是波传播的相位关系 虚部 ：描述的是波幅的衰减 垂直入射情形： 穿透深度 相速 3 当电磁波进入导体表面，深度 为 ，波幅降至原来的 ，则 穿透深度为 。 考虑垂直入射： 3.1 趋肤效应 3.2 相速 4 磁矢量和电矢量的关系 5 电磁波在导体表面上的反射 导体 空气 1 2 3 1 3 反射系数 雷达是利用无线电波测定物体位置的无线电设备。 电磁波如果遇到尺寸明显大于波长的障碍物就要发生反射，雷达就是利用电磁波的这个特性工作的。波长越短的电磁波，传播的直线性越好，反射性能越强，因此雷达用的是微波。 雷达的天线可以转动，它向一定的方向发射不连续的无线电波（叫做脉冲），每次发射的时间不超过lμs，两次发射的时间间隔约为这个时间的100倍，这样，发射出去的无线电波遇到障碍物后返回时，可以在这个时间间隔内被天线接收，测出从发射无线电波到收到反射波的时间，就可以求得障碍物的距离，再根据发射电波的方向和仰角，便能确定障碍物的位置了。 利用雷达可以探测飞机、舰艇、导弹等军事目标，还可以用来为飞机、船只导航。 “隐形飞机”是一种先进的军用飞机，可以防止被雷达发现。隐行飞机用的主要是吸波材料，它的功能是通过吸收、散射和干涉等多种方式使材料表面的电磁波能量转换成其他形式的能量，从而减少飞机对电磁波的反射，使雷达很难发现它。 实际上，障碍物的距离等情况是由雷达的指示器直接显示出来的。当雷达向目标发射无线电波时，在指示器的荧光屏上呈现一个尖形脉冲；在收到反射回来的无线电波时，在荧光屏上呈现第二个尖形脉冲（图9-3）。根据两个脉冲的间隔可以直接从荧光屏上的刻度读出障碍物的距离。现代雷达往往和计算机相连，直接对数据进行处理。 电磁波防护衣整件材质均为不锈钢金属纤维混纺制成，而不锈钢金属基本原丝为铁、镍、铬、碳，可耐高温1000度；材质制成是由金属抽出比头发更细致的纱，再将金属纤维与各种天然或人造纤维混纺，是纺织与科技结合的必威体育精装版产品，能吸收截断彻底遮蔽电磁波，除抗电磁波外，并具耐磨擦、抗静电、耐切割、耐水洗等永久性多功能。 §4谐振腔 1 有界空间中的电磁波 无界空间：平面电磁波TEM波 有界空间：理想导体表面 谐振腔：中空的金属腔 波导管：中空的金属管 金字塔的形状,使它贮存着一种奇异的“能”,能使尸体迅速脱水,加速“木乃伊化”, 己经死了好几千年的埃及公主梅纳.她诩诩如生的躯体上的皮肤细胞,仍具有生命力. 最使人毛骨惊然的是埃及考古学家马苏博士的宣布∶当他经过4个月的发掘,在帝王谷下27英尺的地方打开一座古墓石门的时候,一只大灰猫,拔着满身尘土,拱起背,嘶嘶地叫,凶猛地向人扑来.几个小时以后,猫在实验室里去世了,然而,它忠实地守卫它的主人,守了4000年。 有的科学家认为∶金字塔的结构是一个较好的微波谐振腔体,微波能量的加热效应可以杀菌,并且使尸体脱水,而在这个腔体中,可以充分发挥微波的作用。可是,4000年前的法老,怎么知道利用微波呢? 有的科学家认为∶任何建筑物都可以根据它们的外部