1、主要 内容 6.1 理 想 介 质 中 的 平 面 波 6.2 导 电 媒 质 中 的 平 面 波 6.3 色散与群速 6.4 电磁波的极化 6.5 平 面 波 的 垂 直 入 射 6.6 平 面 波 的 斜 入 射（3）第6 章 平面电磁波本 章 重 点 理想 介 质 中 的 平 面 波 导电 媒 质 中 的 平面波 平 面 波 的 垂 直 入射 6.6 平 面 波 的 斜 入射（3）一、沿 任 意 方 向 传 播 的 平面波二、相 位 匹 配 条 件 和 斯 奈 尔 定 律三、菲 涅 耳 公 式（平 面 波 对 介 质 界 面 的 斜 入 射）四、平 面 波 对 理 想 导 体 界 面 的
2、 斜 入 射入射 场反射场 合成场边界条件叠加研究思路：首 先 研 究垂 直 极 化波 情 形。入射场：E yE e yE ei i ijk s r jk x zi i i(sin cos)0011 eEH s E x zijk x zi i i i iii(cos sin)(sin cos)11011 s x zi i isin cos 1.垂 直 极 化 波情 形iE1 1,y HiErSrSiirHrzx对 理 想 导 体平面 的 斜 入射 E yE e yE er r rjk s r jk x zr r r(sin cos)0011 eEH s E x zrjk x zr r r r
3、rrr(cos sin)(sin cos)11011 sincos s x z r r r反 射 场：应 用 边 界 条 件：z=0 处，Et=0，即EEiy z ry z000iE1 1,y HiErSrSiirHrzx对 理 想 导 体平面 的 斜 入射1.垂 直 极 化 波情 形 E e E eirjk x jk xr isin sin0001 1ir 1 E Er i 0 0 R 1区域1 中的合成场 E E E j E k z eirxy ijk2 sin(cos)0 1 1sin11ze H kEikxxjcos cos(cos)211 1 10sin11ze HjkEijk xz
4、sin sin(cos)211 1 10sin11 H H H xH zr z ix 1.垂 直 极 化 波情 形其中 磁场 有 纵向(Hz)分量，因此不是TEM 波；电场 只有 横向分量，所 以 称之 为 横电 波(TE 波 或H 波）。合 成 场 在 特 定的z处呈现 周 期 性 零点 和 最大 值，且不 随 时间 变 化。所以，合 成 场在z向为驻波。vk 1111 1 kkv v,xxsin sin1 1 111相速相 位 常 数1sinxk k 可见，合成 波 的 相 速 大 于 光 速,在x方向为快波。相速1.垂 直 极 化 波情 形 合成场在x 向 是行波，。E eyjk x s
5、in1 1又因振幅是z 的 函 数，所 以 合 成 波 是非均匀 平面波。所以，沿z 方 向 只 有 虚功率;沿x方向传输实 功 率。S E H yE xH zH zE H xE Hy x z y x y z()()*2 2 21 1 1 功 率 流 密 度 i izjEk z xEk z 0 0211 1 121121 1cos sin(2 cos)2sin sin(2 cos)S x k zEaviReS sin sin(2 cos)211 1 12201.垂 直 极 化 波情 形1.垂 直 极 化 波情 形 aviw E E k z 01 0212 21 112124 sin(cos)w
6、v v vSaveavsinsin111 1 11可见，在x 方 向 的 能 速 小 于 光 速，但 仍有x ev v v12又因iE1 1,rHyz rHiErSrSiix入 射 场：2.平 行 极 化 波情 形 R 1/H y eEiijk x zii(sin cos)101 E x z E ei i i ijk x zii(cos sin)(sin cos)01反 射场：H y eErrjk x zrr(sin cos)101 E x z E er r r ijk x zrr(cos sin)(sin cos)01应 用 边 界 条 件：z=0 处，Et=0，即EEix z rx z00
7、0iE1 1,rHyz rHiErSrSiix区域1 的 合 成 场：H k z eEE E k z eE j E k z eyijk xzijk xxijk xicos(cos)sin cos(cos)cos sin(cos)sinsinsin22211100 1 1 10 1 1 111111特 点：电场有纵向(Ez)分量，因此也不是TEM 波；磁场 只有 横 向 分 量，所 以 称 之 为 横 磁 波(TM 波 或E 波）。其它 特 征 与 垂 直 极 化 波 情 形 相 似。2.平 行 极 化 波情 形Electromagnetic Fields and Electromagnetic
8、 Waves by Linyi University例题如图所示,均匀 平 面 波 由 空 气 入 射 于 理 想 导体 平面,入射 电 场 复 矢 量 为 E x yj zA eij x z/mV m 3232 试求：(1)波长 0和 入 射 波 传 播 方向；(2)入射角和常数A；(3)反射波 电 场 复 矢 量。四、平面 波 对理 想 导体 界 面的 斜 入射1 rE/rE iE/iE 1yxzki 21 320 022m ks x zkiii/32 解：ik x z 3/2 E x yj zA eij x z/mV m 3232 四、平面 波 对理 想 导体 界 面的 斜 入射(1)波
9、长 0和 入 射 波 传 播 方 向解：（2）求 入 射角 和 常数A szicos 3 2 1 A21 301 x z x yj zA2 2 20 1 3 3iisE 0四、平面 波 对理 想 导体 界 面的 斜 入射1 rE/rE iE/iE 1yxz解：Eji0 Ei(/)(/)/3 2 1 2 102211 RR，/四、平面 波 对理 想 导体 界 面的 斜 入射（3）反 射 波 电 场 强 度 复 矢 量根 据 已 知 条 件 和(2)的 结 果，可 得 E j Err,/100 e E yE e y jjk rrrjk rr r 0 e E x z E e x zjk rrrjk rr r(cos sin)/22311 1 0 r r ik s k x z/32 e E y jkrrjr s x zr/2 3/2 解：Ez e xjk rrr/2231 E E E x yj z er r rj x z/()/223132四、平面 波 对理 想 导体 界 面的 斜 入射（3）根 据 图 中 坐 标 关 系，可 得1 rE/rE iE/iE 1yxz代 入 下 式 6.6 平 面 波 的 斜 入射（3）
