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设入射电磁波的电场(diànchǎng)和磁场分别依次为为使分界面上的切向边界条件在分界面上任意点、任何时刻均可能满足,设反射与入射波有相同的频率和极化,且沿-ez方向传播(chuánbō)。于是反射波(ReflectedWave)的电场和磁场可分别写为分界面z=0两侧(liǎnɡcè),电场强度E的切向分量连续,即ez×(E2-E1)=0,所以它们(tāmen)相应的瞬时值为任意时刻t,Ⅰ区的合成电场E1和磁场H1都在距理想(lǐxiǎng)导体表面的某些固定位置处存在零值和最大值:图6.1.4对理想导体垂直入射时不同瞬间(shùnjiān)的驻波电场驻波不传输能量,其坡印廷矢量(shǐliàng)的时间平均值为6.1.3平面电磁波对理想(lǐxiǎng)介质的垂直入射区域Ⅱ中只有透射(tòushè)波,其电场和磁场分别为考虑(kǎolǜ)到z=0处分界面磁场强度切向分量连续的边界条件H1t=H2t,可得反射系数和透射系数的关系(guānxì)为区域Ⅰ中电场强度(qiángdù)和磁场强度(qiángdù)的模为(设Eim=Em为实数)(1)Γ>0(η2>η1)。当(2)Γ<0(η2<η1)。此时(cǐshí),电场、磁场的波腹点、波节点位置相反。即电场的波腹点对应于Γ>0(η2>η1)时的电场的波节点,磁场的波腹点对应于Γ>0(η2>η1)时的磁场的波节点;电场的波节点对应于Γ>0(η2>η1)时的电场的波腹点,磁场的波节点对应于Γ>0(η2>η1)时的磁场的波腹点。区域(qūyù)Ⅰ中,入射波向z方向传输的平均功率密度矢量为区域Ⅰ中合成场向z方向传输(chuánshū)的平均功率密度矢量为例一右旋圆极化波由空气向一理想介质平面(z=0)垂直入射,坐标与图6-13相同,媒质的电磁参数为ε2=9ε0,ε1=ε0,μ1=μ2=μ0。试求反射波、透射波的电场强度(qiángdù)及相对平均功率密度;它们各是何种极化波。解:设入射波电场强度(qiángdù)矢量为式中反射系数和透射系数为例频率为f=300MHz的线极化均匀平面电磁波,其电场强度振幅值为2V/m,从空气(kōngqì)垂直入射到εr=4、μr=1的理想介质平面上,求:(1)反射系数、透射系数、驻波比;(2)入射波、反射波和透射波的电场和磁场;(3)入射功率、反射功率和透射功率。解:设入射波为x方向的线极化波,沿z方向传播,如图6-13。(1)波阻抗为/(3)入射波、反射(fǎnshè)波、透射波的平均功率密度为6.2均匀(jūnyún)平面电磁波向多层媒质分界面的垂直入射区域(qūyù)1中的入射波:区域(qūyù)1(z≤0)中的合成电磁波:区域(qūyù)3(z≥d)中的合成电磁波:等效(děnɡxiào)波阻抗1.无界媒质中的等效波阻抗假设(jiǎshè)无界媒质中,x方向极化的均匀平面电磁波沿+z方向传播,那么媒质中任意位置处的等效波阻抗为2.半无界媒质(méizhì)中的等效波阻抗如果η2=η1,那么由式(6-72c)知:Z1(-l)=η1。这表明空间仅存在同一种媒质,因此没有反射波,等效波阻抗等于(děngyú)媒质的波阻抗;如果区域2中的媒质是理想导体,即η2=0,Γ=-1,那么式(6-72b)简化为3.有界媒质(méizhì)中的等效波阻抗z=d分界面(jièmiàn)处的反射系数区域(qūyù)2和区域(qūyù)3中的入射波电场振幅为6.2.2四分之一波长(bōcháng)匹配层(媒质1中无反射的条件)(1)如果η1=η3≠η2,那么(nàme)要使式(6-80a)和(6-80b)同时满足,则要求(2)如果η1=η3,那么(nàme)要求例6-11为了保护天线,在天线的外面用一理想介质(jièzhì)材料制作一天线罩。天线辐射的电磁波频率为4GHz,近似地看作均匀平面电磁波,此电磁波垂直入射到天线罩理想介质(jièzhì)板上。天线罩的电磁参数为εr=2.25,μr=1,求天线罩理想介质(jièzhì)板厚度为多少时介质(jièzhì)板上无反射。6..3均匀(jūnyún)平面电磁波向平面分界面的斜入射/因为分界面z=0处两侧电场强度(qiángdù)的切向分量应连续,故有/对于非磁性媒质(méizhì),μ1=μ2=μ0,式(6-90)简化为6.3.2反射系数和透射系数1)垂直极化波考虑到反射定律(fǎnshèdìnɡlǜ),反射波的电磁场为透射(tòushè)波的电磁场为考虑(kǎolǜ)到折射定律k1sinθi=k2sinθt,式(6-95)简化为若以Ei0除式(6-96a),则有上述反射系数和透射系数公式称为垂直极化波的菲涅耳(A.J.Fresnel)公式。由此可见,垂直入射时,θi=θt=0,式(6-97