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电磁场与微波技术+课件PPT(黄玉兰)第1章
C
(1.26)
式中积分区域面S的外围线为C。
A x, y e x x 2 e y x y 2 。现有 例1.4 已知 一个在 x y 面内的闭合路径C，此闭合路 径由 0,0 和 2, 2 之间的一段抛物线 y 2 x 和两段平行于坐标轴的直线组成， 如图1.9所示。
图1.9
x y z A 3 x y z x y z A x A y A z
r （2） 的方向与 dS 的方向相同，所以有：
S
A dS r dS adS a dS 4 a 3
S S S
1.2.4散度定理
散度定理也称高斯散度定理，表示为
C
A dl x dx
2 0
2
2 0
2 y dy
2 2
0 2
2 x x x dx 2
0
x 3
3 2
0
2y 3
3
0
x 3
3 0
x
5/ 2
2
5
2
8 2 15
（3）
S
A dS
2
0
2 dx y 2 dy 2 2 y 2 y 2 dy 2 y y2 0 3
两个矢量相减，等于两个矢量相应的 分量分别相减，它们的差依旧是一个矢量。 如图1.1(c)所示。
A-B=A+(-B)=ex(Ax-Bx)+ey(Ay-By)+ez(Az-Bz) (1.5)
图1.1 矢量加减法
1.1.2 标量与矢量相乘
标量k与矢量A相乘，结果是A的方向未 变，大小改变了k倍， kA=eAkA=exkAx+eykAy+ezkAz (1.6)
(1.26)
式中积分区域面S的外围线为C。
A x, y e x x 2 e y x y 2 。现有 例1.4 已知 一个在 x y 面内的闭合路径C，此闭合路 径由 0,0 和 2, 2 之间的一段抛物线 y 2 x 和两段平行于坐标轴的直线组成， 如图1.9所示。
图1.9
x y z A 3 x y z x y z A x A y A z
r （2） 的方向与 dS 的方向相同，所以有：
S
A dS r dS adS a dS 4 a 3
S S S
1.2.4散度定理
散度定理也称高斯散度定理，表示为
C
A dl x dx
2 0
2
2 0
2 y dy
2 2
0 2
2 x x x dx 2
0
x 3
3 2
0
2y 3
3
0
x 3
3 0
x
5/ 2
2
5
2
8 2 15
（3）
S
A dS
2
0
2 dx y 2 dy 2 2 y 2 y 2 dy 2 y y2 0 3
两个矢量相减，等于两个矢量相应的 分量分别相减，它们的差依旧是一个矢量。 如图1.1(c)所示。
A-B=A+(-B)=ex(Ax-Bx)+ey(Ay-By)+ez(Az-Bz) (1.5)
图1.1 矢量加减法
1.1.2 标量与矢量相乘
标量k与矢量A相乘，结果是A的方向未 变，大小改变了k倍， kA=eAkA=exkAx+eykAy+ezkAz (1.6)
第5章电磁场与微波技术+课件PPT(黄玉兰)演示教学
a , 0b （5.69）
2
2
图5.13 脊波导
5.3 圆波导
图5.14 圆波导
5.3.1 圆波导中的波型及场 分量
1. TM模
c
2R
v mn
（5.78）
图5.15 J m (x)、Jm (x) 和 Nm (x) 的变化曲线
波型 TM01 TM11 TM21 TM02
表5.1
TM波型的截止波长
kc2
m2
a
n2
b
5.2.2 矩形波导中波的纵向 传输特性
1. 截止波长
k 2 kc2 或 c
(5.52)
c
2
m
2
n
2
a b
(5.54)
fc
v
c
m
2
n
2
a b
2
(5.55)
图5.5 BJ-100型波导的截止波长分布图
2. 相速度和相波长
vp
v
2
1
c
p
1
c
2
vg
dd v
1c
2
（5.29）
4. 波导波长
p
vp f
1
c
2
（5.31）
5. 波阻抗
ZTE
Eu Hv
1c
2
（5.32）
ZTMH Euv
1c 2
（5.33）
6. 功率流
P1ReEH
2S
dS
12ReSE0t u,vH0t u,vezdS
（5.34）
5.2 矩形波导
图5.3 矩形波导
x cos n b
y e jz
电磁场与电磁波 PPT
合成波得平均能流密度矢量
S1av
1 2
Re[E1(r )
H1 (r )]
1 2
Re[ex E1y (r )H1z (r )
பைடு நூலகம்
ez E1y (r )H1x (r )]
eexx
24EEimim
11
ssinini isisnin2 (2k(1kz1czocsosi) i
)
例6、4、1 当垂直极化得平面波以角度i 由空气向无限大得理
电磁场与电磁波
因此得到,产生全反射得条件为:
电磁波由稠密媒质入射到稀疏媒质中,即ε1 >ε2
入射角不小于c arcsin 2 1 , c 称为全反射的临界角。
对全反射得进一步讨论
θ i <θc 时,不产生全反射
θ i =θc 时， sint
1 2
sin c
1
t 90o
// 1
2
1 c
arcsin
0 4 0
6
可见入射角θi＝π/ 3大于临界角θc＝π/ 6 ,此时发生全反射。
入射得圆极化波可以分解成平行极化与垂直极化得两个线极 化波,虽然两个线极化波得反射系数得大小此时都为1,但它们得相 位差不等于±π/ 2,因此反射波就是椭圆极化波。
例6、3、1 下图为光纤得剖面示意图,如果要求光波从空气进 入光纤芯线后,在芯线与包层得分界面上发生全反射,从一端传至另 一端,确定入射角得最大值。
透射波沿分界面方向传播,没有沿z方向传播得功率,并且反射功 率密度将等于入射功率密度。
θ i >θc 时,
sint
1 2
sin i
1
// 1
ktz k2 cost k2 1 sin 2 t
电磁场与电磁波幻灯片
6.在经典物理学发展史中，出现过四个里程碑式的人物：伽利 略，牛顿，法拉第和麦克斯韦。爱因斯坦认为他们同样伟大， 你如何理解？查找相关的资料，写一篇报告。
2.结论：电磁波具有运动能量，以及与其他 物质相互作用的属性，都是物质的性质。电 磁波具有物质一般性质的同时，也具有特殊 的性质。
（四）：麦克斯韦电磁场理论的意义
❖ 1.电磁场理论的建立，经历了“实践―― 理论――实践”这一科学发展的过程是物 理学发展史上的典型案例。
2.麦克斯韦的电磁场理论，实现了从经典 物理学向现代物理学的重大转折。
3．学生讨论与交流：从电磁波的特点出 发，你认为电磁场是客观存在的吗？
❖ 根据电磁波的特点中的第（5）点可知， 电磁场本身就是一种特殊形态的物质， 无需借助其他物质来传播
三：电磁场的物质性
❖ 1.几种特殊电磁波的例子：
（1）微波炉是利用电磁波进行加热食物。说明电磁场具有能量。
（2）俄国物理学家列别捷夫测量除光对被照射的物体有压力。
个电场是由变化的磁场引起的。 ―――――变化的磁场周围产生电
场是一种普遍存在的现象。
3．学生讨论与交流：变化的磁场 产生的电场与我们熟悉的静电场
有何不同？
❖ 静电场的电场线是由正电荷出发，终止于负 电荷，是不闭合的。而变化的磁场产生的电 场没有起点也没有终点，是闭合的“旋涡电 场”
4．提出：变化的电场能否也产生磁场？
6．麦克斯韦电磁场理论的基本思想：
❖ （1）均匀变化的磁场（或电场）产生稳定的电场（或磁场）
（2）非均匀变化的磁场（或电场）产生变化的电场（或磁场）。
（3）按三角函数规律变化的振荡磁场（或电场）产生同频 率的三角函数规律变化的振荡电场（或磁场）
Hale Waihona Puke （4）变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，变化的 电场和磁场总是相互联系，形成一个不可分离的统一场，这 就是电磁场
2.结论：电磁波具有运动能量，以及与其他 物质相互作用的属性，都是物质的性质。电 磁波具有物质一般性质的同时，也具有特殊 的性质。
（四）：麦克斯韦电磁场理论的意义
❖ 1.电磁场理论的建立，经历了“实践―― 理论――实践”这一科学发展的过程是物 理学发展史上的典型案例。
2.麦克斯韦的电磁场理论，实现了从经典 物理学向现代物理学的重大转折。
3．学生讨论与交流：从电磁波的特点出 发，你认为电磁场是客观存在的吗？
❖ 根据电磁波的特点中的第（5）点可知， 电磁场本身就是一种特殊形态的物质， 无需借助其他物质来传播
三：电磁场的物质性
❖ 1.几种特殊电磁波的例子：
（1）微波炉是利用电磁波进行加热食物。说明电磁场具有能量。
（2）俄国物理学家列别捷夫测量除光对被照射的物体有压力。
个电场是由变化的磁场引起的。 ―――――变化的磁场周围产生电
场是一种普遍存在的现象。
3．学生讨论与交流：变化的磁场 产生的电场与我们熟悉的静电场
有何不同？
❖ 静电场的电场线是由正电荷出发，终止于负 电荷，是不闭合的。而变化的磁场产生的电 场没有起点也没有终点，是闭合的“旋涡电 场”
4．提出：变化的电场能否也产生磁场？
6．麦克斯韦电磁场理论的基本思想：
❖ （1）均匀变化的磁场（或电场）产生稳定的电场（或磁场）
（2）非均匀变化的磁场（或电场）产生变化的电场（或磁场）。
（3）按三角函数规律变化的振荡磁场（或电场）产生同频 率的三角函数规律变化的振荡电场（或磁场）
Hale Waihona Puke （4）变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，变化的 电场和磁场总是相互联系，形成一个不可分离的统一场，这 就是电磁场
【精品】电磁场课件资料PPT课件
2
当 =0时 2 0
泊松方程 拉普拉斯方程
2
—拉普拉斯算子 2 2 2 2 x2 y 2 z 2
➢所有静电场问题的求解都可归结为在一定条件下寻求
泊松方程或拉普拉斯方程的解的过程。
1.4.2 边值问题（Boundary Problem)
微分 方程
泊松方程 2＝－ / 拉普拉斯方程 2＝0
电磁场课件资料
1.2.2 静电场中的电介质
无极性分子
电介质的极化
有极性分子
➢电介质在外电场作用下发生极化，形成有向排列的电偶极子，
并在电介质内部和表面形成极化电荷。
用极化强度 P 表示电介质的极化程度，即
P
lim
V 0
p
V
C/m2 电偶极矩体密度
式中， p为体积元 V内电偶极矩的矢量和，P 的方向从负极化电荷指向
代入通解
图1.5.3 接地金属槽内
(x, y) 4U0 1 sin( nπ x)sh( nπ y) 的等位线分布
π n1 nshnπ a
a
n＝奇数
例1.5.2 垂直于均匀电场 E 放置 一根无限长均匀介质圆柱棒 ， 试求
圆柱内外 和 E 的分布。
解：1）取圆柱坐标系，边值问题
均匀电场中的介质圆柱棒
给定空间某一区域内的电荷分布（或无电荷），
同时给定该区域边界上的电位或电场（边值，或称边
界条件），在这种条件下求该区域内的电位或电场强
度分布。
y
100V
例：试求长直接地金属槽内 电位的分布。
接地金属槽的截面
1.4.1 泊松方程与拉普拉斯方程
E 0
E
DE
D
E E E
电磁场PPT模板 (1)
数 kc 的截止频率 fc，即
fc
kc
2π
2
1
m
2
n
2
a b
那么，传播常数 kz 可以表示为
kz k
1
fc f
2
k
1 jk
c f
1,
nπ b
cos
mπ a
x sin
nπ b
y e jkz z
Ex
j
H
kc2
0
nπ b
cos
mπ a
x sin
nπ b
y e jkz z
Ey
j
H
kc2
0
mπ a
sin
mπ a
式中常数C1 ，C2 ， C3 ， C4 取决于导波系统的边界条件。
已知 Ez 分量与波导四壁平行，因此在 x = 0, a 及 y =
0, b 的边界上 Ez = 0。由此决定上述常数，再根据这些结
果求出分离常数为kx
m
a
,
m 1, 2, 3,
ky
nπ b
,
n 1,2,3,
代入前式即可求出矩形波导中TM 波的各个分量为
类似地可以导出矩形波导中TE波的各个分量为
Hz
H0
cos mπ a
x cos nπ b
y e jkz z
Hx
j
k
zH kc2
0
mπ a
sin
mπ a
fc
kc
2π
2
1
m
2
n
2
a b
那么，传播常数 kz 可以表示为
kz k
1
fc f
2
k
1 jk
c f
1,
nπ b
cos
mπ a
x sin
nπ b
y e jkz z
Ex
j
H
kc2
0
nπ b
cos
mπ a
x sin
nπ b
y e jkz z
Ey
j
H
kc2
0
mπ a
sin
mπ a
式中常数C1 ，C2 ， C3 ， C4 取决于导波系统的边界条件。
已知 Ez 分量与波导四壁平行，因此在 x = 0, a 及 y =
0, b 的边界上 Ez = 0。由此决定上述常数，再根据这些结
果求出分离常数为kx
m
a
,
m 1, 2, 3,
ky
nπ b
,
n 1,2,3,
代入前式即可求出矩形波导中TM 波的各个分量为
类似地可以导出矩形波导中TE波的各个分量为
Hz
H0
cos mπ a
x cos nπ b
y e jkz z
Hx
j
k
zH kc2
0
mπ a
sin
mπ a
电磁场与电磁波ppt完美版课件
探究一
探究二
随堂检测
画龙点睛变化的磁场周围产生电场,与是否有闭合电路存在无关。
2.对麦克斯韦电磁场理论的理解
探究一
探究二
随堂检测
实例引导例1根据麦克斯韦电磁场理论,下列说法正确的是( )A.有电场的空间一定存在磁场,有磁场的空间也一定能产生电场B.在变化的电场周围一定产生变化的磁场,在变化的磁场周围一定产生变化的电场C.均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场D.周期性变化的磁场周围空间一定产生周期性变化的电场解析:根据麦克斯韦电磁场理论,只有变化的电场才能产生磁场,均匀变化的电场产生恒定的磁场,非均匀变化的电场产生变化识
自我检测
1.正误判断。(1)电磁波也能产生干涉、衍射现象。( )答案:√(2)电磁波的传播不需要介质,可以在真空中传播。答案:√2.探究讨论。为什么电磁波是横波?答案:根据麦克斯韦电磁场理论,电磁波在真空中传播时,它的电场强度和磁感应强度是相互垂直的,且二者均与波的传播方向垂直。因此,电磁波是横波。
探究一
探究二
随堂检测
规律方法理解麦克斯韦的电磁场理论的关键掌握四个关键词:“恒定的”“均匀变化的”“非均匀变化的”“周期性变化的(即振荡的)”,这些都是对时间来说的,是时间的函数。
探究一
探究二
随堂检测
变式训练1如图所示的四种电场中,哪一种能产生电磁波( )
解析:由麦克斯韦电磁场理论,当空间出现恒定的电场时(如A图),由于它不激发磁场,故无电磁波产生;当出现均匀变化的电场时(如B、C图),会激发出磁场,但磁场恒定,不会激发出电场,故也不会产生电磁波;只有振荡的电场(即周期性变化的电场)(如D图),才会激发出振荡的磁场,振荡的磁场又激发出振荡的电场……如此周而复始,便会形成电磁波。答案:D
电磁场、微波技术与天线图文 (6)
第6章 微波网络基础
2. 微波网络参数是在微波传输线中只存在单一传输模式下 确定的。例如，对矩形波导，是指TE10模；对微带线，是指 准TEM模；对同轴线与带状线，是指TEM模。当微波传输 线中存在多模传输时，一般按其模式等效为一个多端口网络， 如一个有n个传输模的单端口元件将等效成一个n端口网络， 一个有n个传输模的二端口元件应等效为2n端口网络，其网 络参数仍按各个传输模式分别确定。
如图6-4-1所示为双端口网络，端口参考面T1、T2上的 电压和电流的方向如图中所示。由网络理论有
U1 Z11I1 Z12 I2 U2 Z21I1 Z22 I2
(6-4-1)
第6章 微波网络基础
图6-4-1 ［Z］和［Y］参量网络
第6章 微波网络基础
或简写成
U1 U 2
Z11
Z21
件还不足以将U、I唯一确定。因为，U′=kU，I′=I/k，即e′(x， y)=e(x，y)/k，h′(x，y)=kh(x，y)将同样满足式(6-2-1)的定义 和式(6-2-4)的归一化条件。因此，按上述定义的电压、电流 都只能确定到相差一个常数因子，这种不确定性实际上是反 映了传输线中阻抗的不确定性。为了消除这种不确定性，需 进一步确定基准矢量e(x，y)和h(x，y)，也就是确定等效特 性阻抗的选用条件。由式(6-2-1)写出(以入射场为例)
Ui
I
* i
1 2
Ui
(6-2-11a) (6-2-11b)
由式(6-2-11)解得
Ui
ab 2 Em ,
Ii
ab Em
2
(6-2-12)
第6章 微波网络基础
将其代入式(6-2-10)解出
e ey
2 ab
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国内研究
需要举出一系列的数据，同时这些数据必须是 来源于正规的数据平台，这样的平台我们国家 已经很多，中国知网是一个全国比较大家的数 据库大家可以在这里查找
目录
选题背景
研究现状及内容
研究现状
数据的来源我们需要注明，这点十分重要，同时我们在做国内外研究 现状对比的时候要明晰的说明我们的整体对比和结论，要写明国内外 相互的关系，相互的优势和劣势，以及未来的发展方向等一系列问题
第一步
第二步
第三步
第四步
第五步
呈现指导语言论文具体内容的小
目录
研究方法一
选题背景
研究方法
第一步
第二步
第三步
第四步
第五步
研究方法过程方法进行具体描述
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总结：电磁场与微波技术
选题背景 研究方法
内容123 电磁场与微波技术电磁场与微波技术电磁场与微波技术电磁场与微波技术 电磁场与微波技术电磁场与微波技术电磁场与微波技术 743653
结果与分析
结果与分析
JIE GUO YU FENXI
目录
结果与分析
选题背景
研究方法
结果与分析
数据分析一
论文具体内容的你论文具体内 容的小
数据分析二
论文具体内容的你论文具体内 容的小
论文具体内容的你论文具体内 容的小
论文具体内容的你论文具体内 容的小
数据分析四
数据分析三
目录
结果与分析
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研究方法
2. 论文具体内容的你论文具 体内容的你论文具体内容的 小北京师范大
1. 论文具体内容的你论文具体内容 的你论文具体内容的你论文具体内 容的小北京师范大
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研究方法
结果与分析
结论与建议
结论与建议
JIE GUO YU FENXI
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结论与建议
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结论与建议
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不足之处
选题背景
研究方法
结果与分析
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2. 论文具体内容 的你论文具体内 容的你论文具体 内容的小
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结论与建议
选题背景
研究方法
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结论与建议
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论文具体内容的你论 文具体内容的你论文 具体内容的小
1
2
论文具体内容的你论 文具体内容的你论文 具体内容的小
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研究内容
①人家在研究什么、研究到什么程度？②找出你想研究而别人还没有 做的问题。③他人已做过，你认为做得不够（或有缺陷），提出完善 的想法或措施。
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选题背景
研究方法
研究方法
XUANTIBEIJING
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研究方法一
选题背景
研究方法
论文具体内容的你论文具体内容的你论文具体内容的你论文具体内容的你论文具体内容的你论文具体内容的
目录
研究方法一
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研究方法
论文具体内容的你论文具体内容的你论文具体内容的你论文具体内容的你论文具体内容的你论文具体内容的你论文具体内容 的你论文具体内容的小。
第一步
第二步
第三步
第四步
第五步
呈现指导语言论文具体内容的小
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研究方法一
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研究方法
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内容
论文具体内容的你论 文具体内容的你论文 具体内容的小
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结论与建议
选题背景
研究方法
结果与分析
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4
3
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结果与分析
选题背景
研究方法
结果与分析
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内容
内容
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电磁场与微波技术工作内容阐述: 75913
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电磁场与微波技术论文题目
汇报人：××× 编号： 964531
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1 2 3 4
课题选题背景
研究方法与过程
研究结果与分析
研究结论与建议 收获与致谢5目录选题背景选题背景
XUANTIBEIJING
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研究背景
选题背景
国外研究
国外研究的时候，需要明白的是国外的整体情况， 需要了解具体国家的整体数据，同时对这个国家的 文化要有了解，这样才可以引述正确。这些资料我 们可以各大国际知名网站查找。
第一步
第二步
第三步
第四步
第五步
呈现指导语言论文具体内容的小
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研究方法一
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论文具体内容的你论文具体内容的你论文具体内容的你论文具体内容的你论文具体内容的你论文具体内容的你论文具体内容 的你论文具体内容的小。
第一步
第二步
第三步
第四步
第五步
呈现指导语言论文具体内容的小
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研究方法
1. 论文具体内容的你论文具体内容的 你论文具体内容的你论文具体内容的 你论文具体内容的小 1. 论文具体内容的你论文具体内容 的你论文具体内容的你论文具体内 容的小北京师范大
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