电磁场与微波技术 第2版 教学课件 作者 黄玉兰 第4章.pptVIP

θ′=θ （4.113） 式（4.113）表明反射角等于入射角，这是斯耐尔反射定律。 E-0=E+0 （4.114） 式（4.114）表明入射波与反射波电场振幅相等。 （4.115） （4.116） （4.117） 在z0区域合成场有5个特点。 (1)在z方向为驻波。电磁场量中振幅cos(βzcosθ)或sin(βzcosθ)表示场沿z方向为驻波。 (2) 在x方向为行波。电磁场量中相位e-jβxsinθ表示场沿x方向为行波。 (3) 合成场不是TEM波，因为在电磁波传播的x方向，电场有纵向（x方向）分量。由于磁场只有横向（y方向）分量，简称这种横磁波为TM波。 (4) 合成场不是均匀平面波。因为在等相位面上，场量振幅不是常数。 (5) x方向行波的相速度为 （4.118） 相速度是等相位面移动的速度，它不是能量传播的速度。相速度可以大于光速。 4.5.2 对理想介质平面的斜入射 1. 平行极化波的斜入射 （a）平行极化 （b）垂直极化 图4.16 对理想介质平面斜入射 （4.140） （4.141） 式（4.140）为斯耐尔反射定律，说明反射角等于入射角。式（4.141）为斯耐尔折射定律。 （4.147） （4.148） 2. 垂直极化波的斜入射 4.5.3 全反射和全透射 1.全反射 当 时的入射角记为，称为临界 角。 （4.151） 2. 全透射 布儒斯特角，记为 。 （4.153） 图4.9 导电媒质中平面波的电场和磁场 4.3.3 良介质和良导体中的参数 1 良介质（σ/ωε1） 2 良导体（σ/ωε1）良导体中， α 、β和ηc近似为 例4.5 海水的媒质参数为μ=μ0、ε=81ε0、σ=4S/m。已知频率为f=100Hz的均匀平面波在海水中沿z方向传播，电场在x方向，其振幅为1V/m，求： （1）衰减常数、相位常数、波阻抗、相速度和波长； （2）电场和磁场的瞬时表达式。 解 当 f =100Hz， 海水在频率f =100Hz时为良导体。 （1） Np/m 在海水中电磁波的波长变短，速度变慢。 rad/m Ω m m/s （2） 设电场的初相为0。有 4.4 均匀平面波对平面分界面的垂直入射 4.4.1 对理想导体平面的垂直入射 入射波场量可以表示为 （4.67） （4.68） 图4.10 均匀平面波向理想导电平面垂直入射 反射波场量表示为 （4.69） （4.70） （4.71） （4.72） （4.73） 上面合成场的坡印廷矢量平均值为 （4.74） 将式（4.72）和（4.73）写成瞬时值形式，为 图4.11 驻波电场和磁场的时空关系 4.4.2 对理想介质平面的垂直入射 图4.12 均匀平面波向理想介质平面垂直入射 （4.89） （4.90） 图4.13 均匀平面波垂直入射到理想介质分界面上的反射 （H——磁场驻波，E——电场驻波，T——行波） 4.4.3 对导电媒质平面的垂直入射 图4.14 均匀平面波向导电平面垂直入射 进入良导体的电磁波只存在于表面，这个现象称为集肤效应。工程上常用趋肤厚度 来表示集肤程度，它等于电磁波由良导体表面振幅衰减到表面值的 所经过的距离。 （4.101） （4.102） （4.103） （4.104） 例4.6 分别计算频率为f1=50Hz、f2=1MHz、f3=10GHz时电磁波在铜中的趋肤厚度。已知铜μ≈μ0、ε≈ε0、σ=5.8×107S/m。 解 当f1=50Hz时 当f2=1MHz时 当f3=10GHz时 m