習(xí)題課(時(shí)變場(chǎng)與波)

1、習(xí)習(xí) 題題 課課（時(shí)變場(chǎng)與波部分）時(shí)變場(chǎng)時(shí)變場(chǎng)思考題思考題 寫出微分形式的麥克斯韋方程組。 寫出積分形式的麥克斯韋方程組。 寫出麥克斯韋方程組的復(fù)數(shù)形式。 什么是電磁場(chǎng)的邊界條件？ 寫出兩種媒質(zhì)分界面上的邊界條件。 寫出理想導(dǎo)體表面的邊界條件。 坡印廷矢量的物理意義是什么？ 寫出坡印廷定理并簡(jiǎn)述它的物理意義。1 1、電場(chǎng)強(qiáng)度、電場(chǎng)強(qiáng)度表達(dá)式表達(dá)式磁場(chǎng)強(qiáng)度表達(dá)式磁場(chǎng)強(qiáng)度表達(dá)式 （例（例4-34-3、習(xí)題、習(xí)題4.12 4.12 ）2 2、表達(dá)式、表達(dá)式瞬時(shí)形式瞬時(shí)形式復(fù)數(shù)形式復(fù)數(shù)形式 （補(bǔ)充例題、練習(xí)題、習(xí)題（補(bǔ)充例題、練習(xí)題、習(xí)題4.144.14）3 3、求、求S S、S Savav： （補(bǔ)充

2、例題、練習(xí)題、習(xí)題（補(bǔ)充例題、練習(xí)題、習(xí)題4.254.25）HESHESRe21;av時(shí)變場(chǎng)時(shí)變場(chǎng)應(yīng)用題應(yīng)用題例：場(chǎng)強(qiáng)表達(dá)式的例：場(chǎng)強(qiáng)表達(dá)式的瞬時(shí)形式瞬時(shí)形式復(fù)數(shù)形式復(fù)數(shù)形式 。 jzjyzjxjjzjyzjxtjjjzjyzjxyxyxjeeeeeeeztztztzteeeeEeeeeeeE22Re2coscossincos2時(shí)變場(chǎng)時(shí)變場(chǎng)例題例題 ztzteeyxjzjyzjxsincos212eeEeeE ztztztzteeeyxyxtjjzjyzjxsincos2coscosRe12eeeeeeE例：例：場(chǎng)強(qiáng)表達(dá)式的場(chǎng)強(qiáng)表達(dá)式的瞬時(shí)形式瞬時(shí)形式復(fù)數(shù)形式復(fù)數(shù)形式 。 ytzaezeaez

3、aeezaxtzaxtjyjxxjytjxjyycossinsinRe4sinsinRecossin3eeEeEeeE時(shí)變場(chǎng)時(shí)變場(chǎng)例題例題 yjxyzeaxtzasin4cossin3eEeE例：（求例：（求S S、S Savav）已知某電磁波的復(fù)數(shù)形式為）已知某電磁波的復(fù)數(shù)形式為時(shí)變場(chǎng)時(shí)變場(chǎng)例題例題。）；（）（，求：其中avyxzkkzEkzjESSeHeE上述各點(diǎn)處瞬時(shí)值24,8, 012,cos,sin0000tkzEekzEtkzEtkzEekzjEytjyxxtjxcoscoscosResinsin2cossinsinRe000000000eeHeeeE解：解： 0cossinRe2

4、1Re21202sin422sin41:4/2sin412sin822sin41:8/02sin022sin41:02sin2sin4110002020002000200020002000kzEkzeEtEztEtEztEztkzEyjxzzzzzeeHESeSeeSeSeHESav時(shí)變場(chǎng)時(shí)變場(chǎng)例題例題平面波傳播平面波傳播思考題思考題 什么是均勻平面波？ 波長(zhǎng)是怎樣定義的？ 在理想/導(dǎo)電媒質(zhì)中，均勻平面波的相速是否與頻率有關(guān)？ 什么是波的色散？ 什么是趨膚效應(yīng)？趨膚深度是如何定義的？ 什么是波的極化？波的極化方式有哪三種？ 試述反射系數(shù)和透射系數(shù)的定義。 什么是入射平面？什么是垂直極化入射波？

5、什么是平行極化入射波？ 寫出菲涅耳反射定律和菲涅耳折射定律。 什么是全反射？什么是全透射？在什么情況下會(huì)發(fā)生這些現(xiàn)象？1 1、判定波極化方式、判定波極化方式 （補(bǔ)充例題、練習(xí)題、習(xí)題（補(bǔ)充例題、練習(xí)題、習(xí)題5.65.6）2 2、平面波傳播問題求解、平面波傳播問題求解 （例（例5-15-1、習(xí)題、習(xí)題5.1 5.1 ）（1 1）求傳播特性參數(shù)參數(shù)）求傳播特性參數(shù)參數(shù) f、k、 、 、v ；（2 2）寫場(chǎng)強(qiáng)表達(dá)式（電場(chǎng)、磁場(chǎng)，瞬時(shí)、復(fù)數(shù)）；）寫場(chǎng)強(qiáng)表達(dá)式（電場(chǎng)、磁場(chǎng)，瞬時(shí)、復(fù)數(shù)）；（3 3）求坡印廷矢量）求坡印廷矢量S、Sav 平面波傳播平面波傳播應(yīng)用題應(yīng)用題例：自由空間傳播的平面波，其電場(chǎng)強(qiáng)度是

6、例：自由空間傳播的平面波，其電場(chǎng)強(qiáng)度是 求：（求：（1）頻率）頻率f、相位常數(shù)、相位常數(shù)k、波長(zhǎng)、波長(zhǎng) 和波阻抗和波阻抗 ； （2）磁場(chǎng)強(qiáng)度）磁場(chǎng)強(qiáng)度H的瞬時(shí)值；的瞬時(shí)值； （3）瞬時(shí)坡印廷矢量）瞬時(shí)坡印廷矢量S和平均坡印廷矢量和平均坡印廷矢量Sav。解：解： 377120,22,/14. 3/1031,105 . 12103210888mkmradcksmcvHzf 212214. 37214. 3528212/1012. 21006. 1104Re21Re21/)14. 3103(sin1024. 43mWeemWxtxxjzxjyx-eeeHESeHES*av mAxttztzzx/)1

7、4. 3103sin(1006. 1),(),(287eEeH平面波傳播平面波傳播例題例題mVkxty/)103sin(10485eE導(dǎo)行電磁波導(dǎo)行電磁波思考題思考題 什么是導(dǎo)行電磁波？ 什么是縱向場(chǎng)法？波導(dǎo)中電磁波有哪些模式（波型）？ 波導(dǎo)可否有一個(gè)以上的截止頻率？波導(dǎo)的截止頻率取決于什么因素？ 矩形波導(dǎo)中的波型如何標(biāo)志？波型指數(shù)m和n的物理意義？ 寫出矩形波導(dǎo)中TM波和TE波的最低模式。 矩形波導(dǎo)的主模是什么？矩形波導(dǎo)如何實(shí)現(xiàn)單模傳輸？ 如何計(jì)算傳輸線的電長(zhǎng)度？什么是長(zhǎng)線？ 如何定義傳輸線的特性阻抗/輸入阻抗？?jī)烧哂泻尾煌?如何定義反射系數(shù)、駐波/行波系數(shù)？取值范圍分別是什么？ 寫出均勻

8、無耗傳輸線的三種工作狀態(tài)及對(duì)應(yīng)的終端負(fù)載阻抗的情況。導(dǎo)行電磁波導(dǎo)行電磁波應(yīng)用題應(yīng)用題模式傳輸條件：模式傳輸條件：f fc 或或 c ( c)TE10=2a；( c)TE20=a；( c)TE01=2b1 1、已知波導(dǎo)尺寸、工作頻率、已知波導(dǎo)尺寸、工作頻率/ /波長(zhǎng)，求傳播波型波長(zhǎng)，求傳播波型/ /模式。模式。 （例（例7-17-1、習(xí)題、習(xí)題7.5 7.5 ）2 2、已知工作頻率、已知工作頻率/ /波長(zhǎng)、傳播波型波長(zhǎng)、傳播波型/ /模式，求波導(dǎo)尺寸。模式，求波導(dǎo)尺寸。 （例（例7-27-2、習(xí)題、習(xí)題7.7 7.7 ）例例:3:3種型號(hào)的空氣填充矩形波導(dǎo)種型號(hào)的空氣填充矩形波導(dǎo)尺寸尺寸為為 B

9、J-40 58.20mm 29.10mm BJ-100 22.86mm 10.16mm BJ-120 19.05mm 9.52mm 分別求其分別求其單模單模工作的工作的頻率頻率范圍范圍。解：解：acfacfaaaa2112,222BJ-40 2.575.15GHzBJ-100 6.56213.12GHzBJ-120 7.8815.7GHz導(dǎo)行電磁波導(dǎo)行電磁波例題例題TE10波： c=50(mm)TE20波： c=25(mm)更高次模的截止波長(zhǎng)更短故：當(dāng)該波導(dǎo)中為真空時(shí)，僅能傳輸?shù)哪Ｊ綖門E10波。)mm(15r若填充r=4的理想介質(zhì)，則工作波長(zhǎng)為必須 2b，次高模為TE20 cmcmbacmabbabcmaaaandafffTEcTEcTEcTEc4 . 38 . 64 . 35 . 0