电磁场与电磁波复习解读

电磁场与电磁波复习电磁场与电磁波复习第二章电磁场的基本规律一、麦克斯韦方程组的基本形式1.积分形式Sd)tDJ(ldHSC全电流安培环路定理SdtBldESC电磁感应定律0SSdB磁通连续性原理VSdVSdD高斯定理电磁场与电磁波复习tDJHtBE0BD2.微分形式电磁场与电磁波复习二、本构关系ED0rHB0rEJ三、电磁场的边界条件1.边界条件的一般形式sJHHn)(210)(21EEn0)(21BBnsDDn)(21sttJHH21021ttEE021nnBBsnnDD21电磁场与电磁波复习2.边界条件的特殊形式ssDnBnEnJHn1111000)(21HHn0)(21EEn0)(21BBn0)(21DDn电磁场与电磁波复习四、电磁场能量与能流2.坡应廷矢量瞬时值),(),(),(trHtrEtrS1.电磁能量密度瞬时值em1122HB坡印廷矢量（电磁能流密度矢量）电磁场与电磁波复习一、复矢量的麦克斯韦方程EHHjEEjJH0对无源场HjE01EjH01第四章时变电磁场电磁场与电磁波复习二、亥姆霍兹方程理想介质22222200ttEEHH222200kkEEHH()k三、时谐场的位函数达朗贝尔方程222222ttAAJ2222kkAAJ电磁场与电磁波复习2.坡应廷矢量的时间平均值]Re[21*HESavmav1Re()4wHBeav1Re(),4wED四、平均能量密度和平均能流密度矢量1.平均能量密度TavdtSTS01用复矢量表示平均值电磁场与电磁波复习第五章均匀平面波在无界空间中的传播一、理想介质中的均匀平面波1.波动方程0)()(0)()(2222rHrHrErEkkk2.波动方程的解kzmxEezEje)(kzmyHezHje)(沿任意方向传播的均匀平面波rejkmrkjmneEeErE)(沿+z方向传播的均匀平面波电磁场与电磁波复习3.传播特性参数本征阻抗yxmmHEHEEeHn1HeEn120000电磁场与电磁波复习k2波长λ1kpv相速度2*||21Re21mzavEeHES平均能流密度001c电磁场与电磁波复习二、波的极化1.极化的概念2.极化的类型3.极化的类型的判断电磁场与电磁波复习三、均匀平面波在导电媒质中的传播复介电常数j~,0~,0~2222HHEE复波数~ekje|~|~复本征阻抗~jjke传播常数jzjzmxeeEezE)(电磁场与电磁波复习良导体中的电磁波1f24~jef11电磁场与电磁波复习低损耗媒质中的电磁波122~电磁场与电磁波复习1.对理想导体平面的垂直入射zjimyizizjimxieEeEeHeEeE11111入射波反射波zjrmyrzrzjrmxreEeEeHeEeE1111)(1合成波为驻波tzEeHtzEetzEimyimxcoscos2sinsin2),(11111第六章均匀平面波的反射与透射一、均匀平面波对分界面的垂直入射电磁场与电磁波复习2.对理想介质分界面的垂直入射,,111izzjimyizjimxiEeeEeHeEeE入射波,)(1,11rzrzjrmxrEeHeEeE反射波电磁场与电磁波复习,1,22tztzjtmxtEeHeEeE透射波介质1中的合成波)(111zjzjimxeeEeE]sin2)1[(11zjeEezjimx电磁场与电磁波复习3.相关参数反射系数1212imrmEE透射系数1222imtmEE对理想导体01驻波系数||1||1||||minmaxEES11||SS电磁场与电磁波复习二、均匀平面波对分界面的斜入射斜入射均匀平面波的一般表达式,1,1iiirkjimiEkHeEEi入射波,1,1rrrrkjrmrEkHeEEr反射波,1,2tttrkjtmtEkHeEEt透射波电磁场与电磁波复习1.垂直极化波对完纯介质表面的斜入射,zizxixiekekk,zrzxrxrekekk,ztzxtxtekekk入射波)(1)()(zkxkjixzizximizkxkjimyiizixizixekekeEHeEeE)(1)()(,zkxkjrzzrzxrmrzkkrjrmyrrzrxrzxekekeEHEEeE反射波透射波)(2)()(zkxkjtxztzxtmtzkxkjtmyttztxtztxekekeEHeEeE电磁场与电磁波复习相位匹配条件txrxixkkktziztzizimrmkkkkEE1212,coscoscoscos1212titi,coscoscos22122122tiitzizizimtmkkkEE电磁场与电磁波复习2.平行极化波对全纯介质表面的斜入射入射波,)()(1)(zkxkjizxixzimizkxkjimyiizixizixekekeHEeHeH反射波)(1)()(zkxkjrzxrxzrmrzkxkjrmyrrzrxrzrxekekeHEeHeH透射波,)()(1)(zkxkjtzxtxztmtzkxkjtmyttztxtztxekekeHEeHeH电磁场与电磁波复习tititziztzizimrmmkkkkHHcoscoscoscos21211212//tiitzizizimtmmkkkHHcoscoscos22211122//3.全反射和临界角12arcsinc4.全透射和布儒斯特角垂直极化时不存在全透射平行极化时1212nnarctgarctgb0//电磁场与电磁波复习第七章导行电磁波一、行波的类型TEMTMTE二、导行电磁波的分析方法纵向场法,0,02222zczxyzczxyHkHEkE0,00,00,0zzzzzzHETMHETEHETEM波波波)(1)(122yHxEjkHxHyEjkHzzcyzzcx)(1)(122yExHjkExEyHjkEzzcyzzcx电磁场与电磁波复习三、导行电磁波的传播条件及特性对于TEN波不存在截止条件对于TM,TE波存在截止条件：ccckkff对于矩形波导TM,TE波的截止参数：22bnamkcmn截止波数：22212bnamkfcmncmn截止频率：2222bnamkπλcmncmn截止波长：电磁场与电磁波复习相位常数22ckk波导波长2)(12ffcg相速度2)(1ffcpvvTM,TE波的传播特性参数：电磁场与电磁波复习模式参数TEM波TM波TE波相位常数波导波长相速度波阻抗kfvkTEM21)(kvTEMPTEMZ22ckk22ckk2)(12ffcg2)(12ffcg2)(1ffvvcp2)(1ffvvcp2)(1ffZcTM2)(1ffZcTETEM,TM,TE波的传播特性参数：电磁场与电磁波复习四、矩形波导中的主模ba2当时，矩形波导中的主模为TE10模主模的特征量aavfakccc22101010五、矩形谐振腔2/12221lpbnammnp2mnpf谐振频率对于TE模其中，但不同时为0；3,2,1,0,nm3,2,1p)()(TMTEmnpmnp3,2,1,nm对于TM模其中，3,2,1,0plba时：TM110为主模；bla时：TE101为主模；lba时：TE101，TE011，TM110的谐振频率最低，此时不存在单一的主模。电磁场与电磁波复习六、传输线1.传输线的分析方法路的方法2.传输线的方程及解UdzUd222IγdzId222))((11112CjGLjRzzzzeZZIUeZZIUzIeZIUeZIUzU0022002202202222)(22)(zshzIzchUzU022)(zchIzshzUzI202)(电磁场与电磁波复习3.传播特性参数特性阻抗)()()()(0zIzUzIzUZ11110CjGLjRZjCjGLjR))((1111传播常数1pv相速度波长2g电磁场与电磁波复习4.工作参数)()()(zIzUzZin无损耗线的输入阻抗ztgjzzztgjzzzzZLLin000)(输入阻抗几种特殊情况下的输入阻抗00)(,ZzZZZinL（1）匹配（2）终端短路ztgjzzZZinL00)(0zctgjzzZZinL00)(（3）终端开路（4）四分之一波长线的输入阻抗—阻抗变换,)4(20LinZZZ（5）二分之一线波长的输入阻抗—还原性LinZZ)2(电磁场与电磁波复习)()()(zUzUz传输线的反射系数zjjZjeeez22222)(2200222jLLeZZZZUU00LLLLLZZZZZjX202121(负载阻抗等于特性阻抗）：(终端短路线）：(终端开路线）：21(终端负载为纯电抗）：电磁场与电磁波复习驻波系数minmax|)(||)(|zUzUS||1||122S11||2SS——行波状态201S——驻波状态21S2011S——混合波状态电磁场与电磁波复习5.传输线的工作状态1.行波状态010)(ZZzL