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高等电磁理论平面电磁波会计学k、E 、H 相互正交（TEM 波）则，——本征阻抗2.2 各向同性、均匀媒质中的平面波—— 波的色散关系相位常数衰减常数1. 无损耗媒质（ ）（ 与频率无关——非色散）相速度：与频率有关2. 导电媒质● 不同频率的波具有不同的相速度—— 波具有色散性弱导电媒质：(1)弱导电媒质中的均匀平面波 弱导电媒质中均匀平面波的特点 衰减小； 相位常数和非导电媒质中的相位常数大致相等； 电场和磁场之间存在较小的相位差。金、银、铜、铁、铝等金属对于无线电波均是良导体。例如铜： 良导体：相速：波长：(2)良导体中的均匀平面波 良导体中的参数趋肤深度?本征阻抗良导体中电磁波的磁场强度的相位滞后于电磁强度45o。趋肤效应：电磁波的频率越高，衰减系数越大，高频电磁波只能 存在于良导体的表面层内，称为趋肤效应。 趋肤深度（?）：电磁波进入良导体后， 其振幅下降到表面处振幅的 1/e 时所传播的距离。即载波，相速度vp包络波，群速度vg相速度 ，群速度 ，能量速度z2.3 电磁波的波速——频带宽度窄带信号：——中心频率所以 由于则（）（反常色散）（正常色散）（非色散）★ 群速度与相速度的关系（一维波群）例有一窄频带信号在有损耗电介媒质中传播，信号的载频为550 (kHz) ，媒质的损耗角正切等于0.2，相对介电常数为2.5.求：（a）α和β。（b）相速和群速。其中：在非色散媒质中定义：代表单位时间内时均能量传输的距离在色散媒质中一般不相同。例 导出导电媒质中的相速度vp、群速度 vg 与能量速度ve EEyyyxyEEyEyE aa aooxoExxxExE左旋圆极化波右旋圆极化波线极化波2.4 电磁波的极化极化特性 —— 电场矢量的空间取向随时间变化的规律 极化的三种形式：线极化，圆极化，椭圆极化右旋椭圆极化波左旋椭圆极化波——椭圆度——左旋，——右旋；——线极化2.4.1 振幅 、 和相位差——旋转特性——圆极化——椭圆极化——强度，2.4.2 长半轴 、短半轴 和取向角 —— 椭圆率角其中：且例：①②圆极化线极化右旋圆极化左旋圆极化或或定义：S0 、S1 、S2 、S3斯托克斯极化参量 S0 、S1 、S2 、S3 是强度的二次式，便于测量，表征极化状态更方便。—— 以S0为半径，含S1、S2、S3的空间极 化球方程。则左旋圆极化左旋椭圆极化线极化右旋椭圆极化右旋圆极化 电磁波的极化在许多领域中获得了广泛应用。如：在雷达目标探测的技术中，利用目标对电磁波散射过程中改变极化的特性实现目标的识别无线通信技术中，利用天线发射和接收电磁波的极化特性，实现最佳无线电信号的发射和接收新型人工电磁材料研究中，利用结构对电磁波的不同极化响应，设计各种极化旋转器垂直或水平线极化波金属反射板圆极化波?/8,电长度45°金属栅网直接反射，相位改变180°叠加,合成圆极化波入透射，经金属反射板反射，相位改变270°圆极化反射器工作原理水平极化玻璃钢罩抛物面垂直极化金属反射板馈源45°金属栅网?/4入直接反射，相位改变180°透射，经金属反射板反射，相位改变360°出极化扭转天线示意图晶体 —— 单轴，双轴电各向异性旋电媒质：磁化等离子体各向异性媒质磁各向异性：磁化微波铁氧体2.5 各向异性媒质中的均匀平面波主要讨论电各向异性问题，磁各向异性问题可利用对偶原理讨论。射线矢量方程波矢量方程射线矢量的定义对偶关系：2.5.1 波矢量 与射线矢量 为光轴，则介电常数张量（一般情况下） —— 正单轴—— 负单轴—— 寻常波—— 非寻常波色散关系系数行列式等于零，可得到且（1）寻常波（o 波） （TEM波）与传播方向有关 令 （2）非寻常波（e 波）讨论：（——电子回旋频率） 1. 等离子体的张量介电常数由—— 等离子体频率其中2．等离子体中的平面波（1）色散方程设①（与 方向一致—— 纵向传播）（2）两种特殊情况★ 法拉第旋转一个线极化波进入磁化等离子体后分裂为两个圆极化波，传播一段距离后，合成波仍然是线极化波，但极化方向发生变化 —— 法拉第旋转。旋转角★ 非互易性当波沿－z 方向传播时，θ=π, 当波从 z = 0 处传播到z0 处，再反射回到 z = 0 处时，极化方向改变为TEM波（寻常波） TM波（非寻常波） （与 方向垂直——横向传播）②kDB方法（1） kDB坐标系（2） kDB坐标系中的场方程（3）用kDB方法求解等离子体中的平面波在直角坐标系中其中在kDB坐标系中色散关系2.6 手征媒质（双各向同性）中的均匀平面波（1）色