西南交通大学：《电磁场》课程教学资源（PPT课件）第六章 平面电磁波的传播 Plane Wave Propagation

第六章 平面电礅波的传播 第6章平面电磁波的传播 Plane Wave Propagation 序 电磁波动方程及均匀平面波 理想介质中的均匀平面波 导电媒质中的均匀平面波 平面波的极化 平面波的反射与折射 平面电磁波的正入射、驻波 回下页

第 六 章 平面电磁波的传播 第6章 平面电磁波的传播 Plane Wave Propagation 序 电磁波动方程及均匀平面波 理想介质中的均匀平面波 导电媒质中的均匀平面波 平面波的极化 平面波的反射与折射 平面电磁波的正入射、驻波 返 回 下 页

第六章 平面电礅波的传播 6.0序 Introduction 电磁波:脱离场源后在空间传播的电磁场。 平面电磁波:等相位面为平面的电磁波。 均匀平面电磁波:等相位面是 平面,等相位面上任一点的E 相同、H相同的电磁波。 若电磁波沿x轴方向传播 图60.1沿X方向传播的 H=H(x,t),E=E(x, t) 组均勻平面波 「返回「上页「下页

第 六 章 平面电磁波的传播 图6.0.1 沿 x 方向传播的一 组均匀平面波 Introduction 6.0 序 电磁波：脱离场源后在空间传播的电磁场。 平面电磁波：等相位面为平面的电磁波。 均匀平面电磁波 ：等相位面是 平面，等相位面上任一点的 E 相同、H相同的电磁波 。 若电磁波沿 x 轴方向传播 H=H( x, t )，E=E (x , t)。 返 回 上 页 下 页

第六章 平面电礅波的传播 电磁场基本方程组 电磁波动方程 理想介质中均匀平面波导电媒质中均匀平面波 均匀平面电磁波的传播特性 正弦电磁波的传播特性 平面电磁波的斜入射平面电磁波的正入射·驻波 图60平面电磁波知识结构「返回「上页〖下页

第 六 章 平面电磁波的传播 图 6.0 平面电磁波知识结构 电磁场基本方程组 电磁波动方程 均匀平面电磁波的传播特性 平面电磁波的斜入射 平面电磁波的正入射·驻波 正弦电磁波的传播特性 理想介质中均匀平面波 导电媒质中均匀平面波 返 回 上 页 下 页

第六章 平面电礅波的传播 本章要求 掌握均勾平面电磁波在理想介质和导电媒质中的 传播特性及基本规律 了解均匀平面电磁波在工程中的应用。 掌握均匀平面电磁波斜入射时的传播特性,重点 掌握均匀平面电磁波正入射时的传播特性。 「返回「上页「下页

第 六 章 平面电磁波的传播 本 章 要 求 掌握均匀平面电磁波在理想介质和导电媒质中的 传播特性及基本规律。 了解均匀平面电磁波在工程中的应用。 掌握均匀平面电磁波斜入射时的传播特性，重点 掌握均匀平面电磁波正入射时的传播特性。 返 回 上 页 下 页

第六章 面电波的传播 6.1电磁波动方程及均匀平面波 Electromagnetic Wave Equation and Uniform Plane wave 61.1电磁波动方程( Electromagnetic Wave Equation) 设媒质均匀,线性,各向同性 aE 1)VxV×H=V×(E+E a t aH V×E t Or eoH OH V(V·H)-VH=-1y at2 V·B=0 aH VH-uy =0 a t 返回 页下页

第 六 章 平面电磁波的传播 6.1 电磁波动方程及均匀平面波 6.1.1 电磁波动方程（ Electromagnetic Wave Equation） 设媒质均匀,线性,各向同性 2 2 ( ) t t  −     − = − H H H H   2  t   = − H E  H = ( )  t   + E 1）  E  0 2 2 2 =   −    − t t H H H   Electromagnetic Wave Equation and Uniform Plane Wave B = 0 返 回 上 页 下 页

第六章 平面电礅波的传播 aH VH 0电磁波动方程 a t aH 2)V×V×E=V×(-1--) at OE VXH=y E+8 V(V E)-VZE=-uy OE ue e a t V·D=0 OE OE VE-uy u8 =0电磁波动方程 at at 「返回「上页「下页

第 六 章 平面电磁波的传播 2 2 2 ( ) t  t  −     − = − E E E E   2） ( )  t   − H E =   t   = + E H  E   D = 0 返 回 上 页 下 页 0 2 2 2 =   −    − t t H H H   电磁波动方程 0 2 2 2 =   −    − t t E E E   电磁波动方程

第六章 平面电礅波的传播 6.1.2均匀平面波( Uniform Plane wave) 1均匀平面波条件:E=E(x,1),H=H(x 即 0由 Maxwell方程推导 y OE H V×H=yE+E V×E=-1 OE H r E+E 0 0 (4) a t a t O H OE OE a H E,-E-(2) (5) a t O H OE OE a H rE+8 (3) (6) a t ax 「返回「页「下页

第 六 章 平面电磁波的传播 即 0 , = 0   =   y z = 0   + t E E x x   （1） t E E x H y y z   = − −     （2） t E E x H z z y   = +     （3） 6.1.2 均匀平面波（Uniform Plane Wave） 由 Maxwell 方程推导 = 0   t Hx （4） t H x Ez y   =    （5） t H x Ey z   = −    （6） 1 均匀平面波条件： E = E(x,t), H = H(x,t)  t   = − H E   t   = + E H  E  返 回 上 页 下 页

第六章 平面电礅波的传播 H V·H=0 0→Hx=C1() ax 式(4)2=0一H4=C=0(无恒定场存在) V·E=0-OEx=0→E=D1(t) 式(1)yE+E E 0解得Ex=Eo at 由于2>>1,所以Ex=D() 沿波传播方向上无场的分量,称之为TEM波。 「返回「上页「下页

第 六 章 平面电磁波的传播 式 (1) = 0   + t E E x x   解得 t ε γ Ex E － = 0 e 由于 1 , 所以   Ex = D1(t) 0 ( ) 1 Η C t x Η x x = =   Ηx =C1 = 0 （无恒定场存在） 0 Ε D1 (t) x Ε x x = =   H = 0 式 (4) = 0   t H x E = 0 沿波传播方向上无场的分量，称之为 TEM 波。 返 回 上 页 下 页

第六章 平面电礅波的传播 旋转坐标轴,使E2=0,H=0, aH OE rev-a ax E H O H dE yE,+8 ax (3) OE OH (5) 图6.1.1坐标轴的旋转 a t OE O H (6) ax at 「返回「上页「下页

第 六 章 平面电磁波的传播 t E E x H y y z   = − −     （2） t E E x H z z y   = +     （3） t H x Ez y   =    （5） t H x Ey z   = −    （6） 旋转坐标轴，使 Ez=0 , Hy=0 , 返 回 上 页 下 页 图6.1.1 坐标轴的旋转

第六章 平面电礅波的传播 a H aE aE E OH a t (6) a t 式(2)对x求偏导,式(6)对求偏导,整理得到 OH OH 02H ur u8 at at 02E aE OE 同理 2-1y uE at 这就是均匀平面波的波动方程。 「返回「上页「下页

第 六 章 平面电磁波的传播 t E E x H y y z   = − −     （2） 0 2 2 2 2 =   −   −   t H t H x Hz z z     0 2 2 2 2 =   −   −   t E t E x Ey y y     t H x Ey z   = −    （6） 式(2) 对x求偏导，式(6) 对t求偏导，整理得到 同理 这就是均匀平面波的波动方程。 返 回 上 页 下 页