1、第四章 电磁波的传播电磁波：随时间变化的运动电荷和电流辐射电磁场，电磁场在空间互相激发，在空间以波动的形式存在，就是电磁波主要内容：研究电磁场在空间存在一定介质和导体的情况下的波动情况;在真空与介质，介质与介质，介质与导体的分界面上，电磁波会产生反射、折射、衍射和衰减等，这些本质上是边值问题。电磁波在空间传播有各种各样的形式，最简单、最基本的波型是平面电磁波。知识体系：1自由空间（介质）：指 ， 的无限大空间.0J麦氏方程为：定态波 -定态波亥姆霍兹方程0BDtHBE20BkiE基本解： ，,ikxtExte 0,ikxtBte性质：（1） 与 的关系： ， 构成右手螺旋关系EBk,（2） 与
2、 同位相；BE（3） ，振幅比为波速（因为 相互垂直，1vk k,） 。（4）平面电磁波的能量和能流 能量密度： ，21221BEBHDEw 2BEw电场能等于磁场能，能量密度平均值为 20 能流密度： （ 为 方向上的单位矢量）Svnk平均值： nEHES201Re211良导体： ，0J0BtDHEB20BkiE基本解： ， 00,ikxtixtExteEe 2ki2 电磁波在界面反射和折射012HnE3谐振腔定态波： 在求解中主要用到)(02一 般 未 知HnEik 02SnEk（1）解为： 0cossiniisicos321 32132 321ALpALmzLpyxEzynxLmAzyx
3、 两个独立常数由激励谐振的信号强度来确定。A 入射波，反射波，折射波波矢量位于同一平面， （反射定律）kB （折射定律）121212sinnv （2）谐振频率：2/1322122 )()()(LpnLmkkzyxmnp 2/13221)()(LpnLknp（3）讨论 给定一组 ，解代表一种谐振波型（本征振荡, 在腔内可能存在多种)(pm谐振波型的迭加） ；只有当激励信号频率 时，谐振腔才处于谐振态。mnp 不存在 中两个为零的波型，若 ，则 。),(pn0E 对每一组 值，有两个独立偏振波型，这是因为对于确定的 可以分m 解到任意两个方向。 最低频率的谐振波型假定 ，则最低谐振频率为321L
4、2110L该波型为（1，1，0）型， ，yxEyxAz 213sini所以 ， ， ，为横电磁波。zeEyxeLk210k但是在一般情况下， 。04矩形波导管1矩形波导管由四个壁构成的金属管，四个面为 byax，0一般情况下让电磁波沿 轴传播,对理想导体: ,z1E1，H=0理想导体边界条件: 0nEH，2解的形式满足方程 ， 20(,;,)00nSEkxaybzikyxzy zikyxx ekAEsni),(co,321其中 ，amkxby的解由 确定Hi截止频率为：（与波型 有关） ；2, ()cmnnab),(nm最低截止频率为：（ ） ， （ ） ；,102caba,01cba最高截止波长为 ，一般把波长 的波，称为超短波vk2)0(1)()(102即微波。本章重点：1、电磁场的波动方程、亥姆霍兹方程和平面电磁波2、反射和折射定律的导出、振幅的位相关系，偏振3、导体内的电磁波特性、良导体条件、趋肤效应4、谐振腔和波导管中电磁波的运动形式本章难点：1、振幅、位相关系2、导体内电磁波的运动
