文档介绍：均匀平面波的传播均匀平面波的传播电子与通信工程系电子与通信工程系通信教研室通信教研室均匀平面波的传播均匀平面波的传播前面从麦克斯韦方程出发导出了电磁波波动方程。由波动方程可求出电磁场的解,其中最简单的是均匀平面电磁波的解。平面波的场型最简单、最基本,许多复杂的电磁波可以看作由若干平面波叠加而成,在许多实际问题中所遇到的非平面波也常常可以近似为平面波。因此,本章将以平面波为例来研究电磁波在无界均匀媒质中的传播特性和传播参数,以及电磁波在两种均匀媒质的无限大交界平面上的传播特性。均匀平面波的传播均匀平面波的传播电子与通信工程系电子与通信工程系通信教研室通信教研室无界理想介质中的均匀平面波无界均匀导电媒质中的均匀平面波电磁波的极化均匀平面波对平面边界的垂直入射均匀平面波对平面边界的斜入射均匀平面波的传播均匀平面波的传播电子与通信工程系电子与通信工程系通信教研室通信教研室定义: 等相位面: 在电磁波传播过程中,对于任一时刻 t ,空间电磁场中 E 或 H 具有相同相位的点所构成的面; 平面波: 等相位面为平面的电磁波; 均匀平面波: 如果平面波的任一等相位面上的 E 和 H 都处处相等,则称为均匀平面波; 纵向: 波的传播方向称为纵向; 横向平面: 与传播方向垂直的平面。注:本章涉及的是稳态时谐电磁场且不考虑场源如何激励电磁场,也就是研究区域无源(J =0 ,ρ=0 ) 均匀平面波的传播均匀平面波的传播电子与通信工程系电子与通信工程系通信教研室通信教研室一、波动方程的解、为实常数, 的媒质称为理想介质。设媒质是均匀、线性、各向同性的理想介质,且空间中无源,则时谐电磁场满足的波动方程是?— 无界理想介质中的均匀平面波? 0?? 2 2 2 2 ( ) ( ) 0 ( ) ( ) 0 kk ? ??? ?? E r E r H r H r k ? ???为求解方便,假设波动方程的解是均匀平面波,其等相位而是 z=常数的平面,其传播方向沿 z轴,因此方程可写成 2 2 2 2 ( ) ( ) 0 ( ) ( ) 0 z k z z k z ? ??? ?? E E H H 均匀平面波的传播均匀平面波的传播电子与通信工程系电子与通信工程系通信教研室通信教研室设电场 E(z)只有 x 分量,也就是沿 y轴和 z 轴的电场分量为零。因此,有: 于是,电场的波动方程简化为一个标量方程: 这是一个齐次二阶常微分方程,其通解为: 其中, 是实数。— 无界理想介质中的均匀平面波?( ) ( ) x z E z x ?E 2220t ???? ? ?? EE 222 ( ) ( ) 0 xx E z k E z k z ? ???? ???,其中 j j 0 0 ( ) e e kz kz x x x E z E E ??? ? j j 0 m 0 m m m e e 0 x x x x x x x x x x E E E E E E ? ?? ??? ? ??? ? ?,,、,、均匀平面波的传播均匀平面波的传播电子与通信工程系电子与通信工程系通信教研室通信教研室因此, E (r)表示为由时谐麦克斯韦方程,求得电场、磁场的瞬时表示式为— 无界理想介质中的均匀平面波 j j 0 0 ?( ) e e kz kz x x E E x ??? ?? ?? ? E r ( ) j ( ) ??? ?? E r B r j j 0 0 ??( ) e e ( ) kz kz x x y E E y H z y ????? ?? ???