电磁场与微波复习要点20160107.docVIP

第四章 1.何谓理想导体、理想电介质、良导体、不良导体、电介质？ 理想导体：电导率，理想导体内部不存在电场和磁场； 理想电介质，是没有欧姆损耗的媒质（补充：在两种理想介质的分界面上没有自由面电流和自由面电荷的存在）； 良导体；不良导体；电介质（低损耗媒质） 2.麦克斯韦方程组是哪四个？分别说明什么物理意义？ 全电流定律，说明变化的电场产生磁场 法拉第电磁感应定律，说明变化的磁场产生电场 磁通连续性原理，说明任何一条磁力线都是闭合的 电场的高斯定理，说明电场是有散场 3.时变电磁场的边界条件是什么？ E1t = E2t（无条件连续） D1n – D2n = ρs（当ρs = 0 时连续） H1t – H2t = Js （当Js = 0 时连续） B1n = B2n（无条件连续） （电流密度的法向分量的连续与否与电荷的时间变化有关） （电流密度的切向方向分布与电导率有关） 4.理想介质分界面上的边界条件是什么？ E1t = E2t D1n = D2n H1t = H2t B1n = B2n 5.理想介质与理想导体分界面上的边界条件是什么？ 6.坡印廷定理和坡印廷矢量是什么？ 坡印廷定理：单位时间内流出s面的能量等于单位体积内单位时间消耗的热功率与体积v区域中的总电场磁场能量之和。 坡印廷矢量 是垂直流过单位面积的功率，在时变电磁场中，S表示瞬时功率流密度，其通过任一截面积的面积分代表瞬时功率 7.瞬时值与复数值的互换依据什么公式？ 8. 什么是均匀平面波？什么是自由空间？ 所谓均匀平面波就是等相位面为无限大平面，且等相位面上各点的场强大小相等、方向相同的电磁波；所谓自由空间就是无限大的、无源的真空 9.在一理想电介质中，均匀平面波的电场E和磁场Ｈ与传播方向，三者存在何种关系？电场E和磁场Ｈ存在什么关系？ 三者相互垂直，满足右手法则，，其中为波阻抗 电场与磁场的关系： 如：例4-5-1中可见E为电磁波传播方向为z，电场存在x方向，则相应磁场方向为y，且 10.波传播的速度是有什么方程得到的？在无耗媒质中与在导电媒质中，波速有什么不同？ 由等相位面方程：ωt-βz=const得到。在无耗媒质中，不是频率的函数，其波速较快； 在导电媒质中，与频率有关，波速比无耗媒质中要慢 11.什么是色散媒质？对通信会产生什么影响？ 当携带信号的电磁波在导电媒质中传播时，各个频率分量的电磁波以不同相速传播，经过一段距离后，它们相互之间的相位关系发生改变，从而导致信号失真，这种现象叫做色散，这种媒质叫做色散媒质。使通信过程中信号失真。 12.什么是波阻抗？在无耗媒质中，它取决于什么？ 电场和磁场复振幅的比值是波阻抗，在无耗媒质中，其大小取决于媒质的介电常数和磁导率 13.在无耗媒质中，波行进时，幅度保持不变吗？为什么？ 不变，在某t时刻，电场和磁场的振幅为常数，沿传播方向没有衰减，幅度保持不变 14.在导电媒质中，波行进时，幅度保持不变吗？为什么？ 改变，其电场和磁场的振幅随指数e-az而衰减，当z的增大时，振幅减小 15.在导电媒质中，E和Ｈ在时间上保持同相吗？为什么？ 不同相，电场和磁场复振幅比值η有幅角，幅角在0～π/4之间变化，具有感性相角。这意味着E和H在空间上虽然相互垂直，但在时间上有相位差，两者不再同相，E相位超前H的相位 16.在电介质（即低损耗媒质）中，波行进时，幅度保持不变吗？为什么？β和η又如何？ 改变，随指数e-az而衰减， ，，，说明低损耗媒质中，均匀平面波的电场强度和磁场强度相位近似相同，其相位常数及波阻抗与无损耗时近似相同，但振幅按指数衰减 17.在无耗媒质中，波阻抗是常数，在导电媒质中，波阻抗不是常数，而是频率的函数。这句话对吗？为什么？ 对。无耗媒质中，，是一实常数。导电媒质中， 18.何谓趋肤深度？如何计算？ 电磁波场强的振幅衰减到表面值的1/e所经过的距离，称为趋肤深度。（良导体），（低损耗媒质） 微波部分 什么是集中参数？什么是分布参数？ 集中参数概念：电路尺寸工作波长在同一时刻流过元件的电流是处处相同的，元件的参数是“集中”在一起的，故称之为集中参数。 分布参数：电路尺寸与波长相比拟导线上各点的电流（电压）均不相同，此时，元件的参数是沿线分布的，故称为分布参数。 什么是长线，什么是短线？ 长线与短线的概念是相对于波长而言的，设传输线长度为l，波长为λ，当l/λ=1时，l相当于长线，否则是短线。 双线传输线传播的是什么模式？此种模式有何特点？ 传播模式：横电磁模（波）或TEM模（波），非色散波。 特点：没有最低截止频率，即直流也能传播。电场分量和磁场分量均与传播方向垂直，即在传播方向上既没有电场