6第六章平面电磁波的传播.pptVIP

透入深度计算式是从均匀平面波在无限大导体中传播推出的，因此适用于平面无限大良导体情况，但实际应用中，若满足d 远小于导体表面曲率半径，可把透入深度概念推广应用到任意形状的导体。 下 页 上 页 分别计算频率f=50Hz和f=100kHz的电磁波在海水中的穿透深度，已知海水 ?=4S/m，?r=81，?r=1。 在两个频率下海水都可以视为良导体。 当f=100kHz时 例 解 6.4 平面波的极化 向 x 方向传播的平面波其电场一般有两个分量： Plane Wave Polarization 下 页 上 页 波的极化 这样两个同频率、等速度、互相正交的电场强度在空间任一点合成矢量的大小和方向随时间变化的方式称为电磁波的极化，极化特性是电磁波的一个重要特征。 电磁波的极化 电场强度合成矢量的末端随时间变化的轨迹 直线极化的平面波 1.均匀平面波的直线极化（Linear Polarization) Ey 和 Ez 同相或反相 合成矢量 下 页 上 页 在x=0的平面，若电场分量为： 特点 Ey 和 Ez 振幅不同 ?方向的直线极化波 特殊情况 合成电场矢量的运动轨迹为一条直线 Y轴取向直线极化波 z轴取向直线极化波 下 页 上 页 直线极化波 2. 均匀平面波的圆极化（Circular Polarization) 圆极化的平面波 下 页 上 页 在x=0的平面，若电场分量为： Ey 和 Ez 相位相差900 特点 Ey 和 Ez 振幅相同 合成矢量的模 合成矢量的方向 Ey 超前 Ez 为右旋极化 Ey 滞后 Ez 为左旋极化 下 页 上 页 合成电场矢量的运动轨迹为一圆 圆极化波 Ey 和 Ez相对位置不同，圆极化中合成电场强度矢量的旋转方向不同，分左旋极化和右旋极化。 左旋极化波 右旋极化波 3. 均匀平面波的椭圆极化（Elliptical Polarization) 椭圆的长轴与 y 轴的夹角为 下 页 上 页 在x=0的平面，若电场分量为： Ey 和 Ez 相位不同，振幅不同 特点 合成矢量轨迹方程 也分为右旋极化和左旋极化 椭圆、圆与直线极化的关系 注意 若 椭圆的长短轴与坐标轴重合。 若 时，椭圆极化 直线极化。 若 时， 椭圆极化 圆极化。 下 页 上 页 线极化和圆极化可以看成是椭圆极化的特殊形式 与以上相反的过程是极化的分解，即圆极化和椭圆极化波可以分解成两个互相垂直的直线极化波，任一线极化波可以分解为两个旋转方向相反的圆极化波。 同极化接收。 6.5 平面波的反射与折射 Reflection and Refraction of Plane Wave 下 页 上 页 电磁波在传播过程中不可避免的会碰到不同媒质分界面，在分界面上电磁波发生反射和折射现象。反射和折射问题属于电磁场边值问题。 入射波 在第一种媒质中向分界面入射的电磁波 反射波 离开分界面返回第一种媒质的电磁波 折射波 通过分界面穿入第二种媒质的电磁波 下 页 上 页 与 n 所在的平面； 入射面 讨论的问题 媒质分界面无限大，两种媒质各占半无限大空间。 非磁性材料? = ?0 入射波是均匀平面波，入射面是xoy平面。 y x 0 入射线 反射线 折射线 下 页 上 页 反射波和折射波也是平面波； 入射波、反射波和折射波为同频率的波； 入射面、反射面和折射面为同一平面。 根据任意时刻，在任一位置电磁场的切线分量连续的条件得： 1. 平面波在理想介质分界面上的反射与折射 反射定律和折射定律 入射波、反射波和折射波传播方向之间的关系 入射波、反射波在同一媒质中，波速为 y x 0 下 页 上 页 0、A两点在同一等相面（波阵面），B、D两点在同一等相面，F、D两点在同一等相面。 A D B F 下 页 上 页 反射定律： 入射角=反射角 折射定律 反射系数和折射系数 入射波、反射波和折射波幅值之间的关系 平行极化波 ——E与入射面平行； 垂直极化波 ——E与入射面垂直； 平行极化波的斜入射 垂直极化波的斜入射 下 页 上 页 在 z =0 平面上, E1t=E2 t , H1t=H2t , 对垂直极化波有 下 页 上 页 反射系数 折射系数 垂直极化波的菲涅尔公式 在 z =0 平面上, E1t=E2 t , H1t=H2t , 对平行极化波有 下 页 上 页 反射系数 折射系数 平行极化波的菲涅尔公式 2.平面波在理想介质分界面上的全反射和全折射 全反射 介质分界面上反射系数的绝对值等于1 折射定律 下 页 上 页 定义