电磁场与电波课后习题及答案七章习题解答
电磁场与电磁波第七章习题及参考答案

(1)
(2)
图无损耗传输线
入射电压电流波传输到负载后,一部分被负载吸收,一部分被反射。反射电压电流波可写为
(3)
(4)
传输线上的总电压电流波可写为
(5)
(6)
在终端 ,
(7)
(8)
解:
图7.2-2
(7.2-5)
(7.2-6)
串联支路上的电压为
(1)
并联支路上的电流为
(2)
由(1)和(2)式得
(3)
(4)
两边同除 得
(5)
(6)
(5)、(6)式就是(7.2-5)和(7.2-6)式对应的传输线方程的时域形式。
7-3、由(7.2-10)、(7.2-3)、(7.2-4)和(7.2-9)式推导(7.2-11)和 (7.2-12)式。
习题
7-1、如果 已知,由无源区的麦克斯韦方程,求圆柱坐标系中 与 的关系。
解:设 ;
则 ;
在圆柱坐标系中展开无源区的麦克斯韦方程
;
得
由以上几式得
式中
7-2证明(7.2-6)式为(7.2-4)式的解。
证明:
由(7.2-6)式
可得:
因此 即(7.2-4)式
7-2、从图7.2-2的等效电路,求(7.2-5)和(7.2-6)式对应的传输线方程的时域形式。
解: 将
代入 并等式两边平方得
令等式两边实部和虚部分别相等,得
解以上两方程,得
(7.2-11)
(7.2-12)
7-4、证明(7.2-13)式为(7.2-7)式的解。
《电磁场与电磁波》习题参考答案

《电磁场与电磁波》知识点及参考答案第1章 矢量分析1、如果矢量场F 的散度处处为0,即0F∇⋅≡,则矢量场是无散场,由旋涡源所产生,通过任何闭合曲面S 的通量等于0。
2、如果矢量场F 的旋度处处为0,即0F ∇⨯≡,则矢量场是无旋场,由散度源所产生,沿任何闭合路径C 的环流等于0。
3、矢量分析中的两个重要定理分别是散度定理(高斯定理)和斯托克斯定理, 它们的表达式分别是:散度(高斯)定理:SVFdV F dS ∇⋅=⋅⎰⎰和斯托克斯定理:sCF dS F dl∇⨯⋅=⋅⎰⎰。
4、在有限空间V 中,矢量场的性质由其散度、旋度和V 边界上所满足的条件唯一的确定。
( √ )5、描绘物理状态空间分布的标量函数和矢量函数,在时间为一定值的情况下,它们是唯一的。
( √ )6、标量场的梯度运算和矢量场的旋度运算都是矢量。
( √ )7、梯度的方向是等值面的切线方向。
(× )8、标量场梯度的旋度恒等于0。
( √ ) 9、习题1.12, 1.16。
第2章 电磁场的基本规律(电场部分)1、静止电荷所产生的电场,称之为静电场;电场强度的方向与正电荷在电场中受力的方向相同。
2、在国际单位制中,电场强度的单位是V/m(伏特/米)。
3、静电系统在真空中的基本方程的积分形式是:V V sD d S d V Q ρ⋅==⎰⎰和0lE dl ⋅=⎰。
4、静电系统在真空中的基本方程的微分形式是:V D ρ∇⋅=和0E∇⨯=。
5、电荷之间的相互作用力是通过电场发生的,电流与电流之间的相互作用力是通过磁场发生的。
6、在两种媒质分界面的两侧,电场→E 的切向分量E 1t -E 2t =0;而磁场→B 的法向分量B 1n -B 2n =0。
7、在介电常数为e 的均匀各向同性介质中,电位函数为 2211522x y z ϕ=+-,则电场强度E=5x y zxe ye e --+。
8、静电平衡状态下,导体内部电场强度、磁场强度等于零,导体表面为等位面;在导体表面只有电场的法向分量。
基础物理学第七章(电磁感应)课后习题答案

第七章电磁感应变化电磁场思考题7-1感应电动势与感应电流哪一个更能反映电磁感应现象的本质?答:感应电动势。
7-2 直流电流表中线圈的框架是闭合的铝框架,为什么?灵敏电流计的线圈处于永磁体的磁场中,通入电流线圈就发生偏转。
切断电流后线圈在回复原来位置前总要来回摆动好多次。
这时如果用导线把线圈的两个接头短路,则摆动会马上停止。
这是什么缘故?答:用导线把线圈的两个接头短路,线圈中产生感应电流,因此线圈在磁场中受到一力偶矩的作用,阻碍线圈运动,使线圈很快停下来。
7-3让一块磁铁在一根很长的铅直铜管内落下,若不计空气阻力,试描述磁铁的运动情况,并说明理由。
答:当磁铁在金属管中时,金属管内感应感生电流,由楞次定律可知,感生电流的方向,总是使它所激发的磁场去阻止引起感应电流的原磁通量的变化,即:阻碍磁铁相对金属管的运动。
磁铁在金属管内除重力外,受到向上的磁力,向下的加速度减小,速度增大,相应磁力增大。
当磁力等于重力时,磁铁作匀速向下运动,达到动态平衡。
7-4用金属丝绕制的标准电阻是无自感的,怎样绕制才能达到自感系数为零的目的?答:如果回路周围不存在铁磁质,自感L的数值将与电流无关,仅由回路的几何性质、匝数以及周围磁介质的磁导率所决定。
把一条金属丝接成双线绕制,就能得到自感系数为零的线圈。
做纯电阻用的电阻器都是这样绕制的。
7-5 举例说明磁能是贮藏在磁场中的。
7-6如果电路中通有强电流,当你突然拉开闸刀断电时,就会有火花跳过闸刀。
试解释这一现象。
答:当突然拉开通有强电流电路中的刀闸而断电时,电路中电流迅速减小,电流的变化率很大,因而在电路中会产生很大的自感电动势。
此电动势可以把刀闸两端间的空气击穿,因而在刀闸处会有大的火花跳过。
7-7 变化的电场所产生的磁场,是否一定随时间而变化?变化的磁场所产生的电场,是否也一定随时间而变化?7-8 试比较传导电流与位移电流。
答:位移电流具有磁效应-与传导电流相同。
两者不同之处:产生机理不同,传导电流是电荷定向运动形成的,位移电流是变化的电场产生的;存在条件不同,传导电流需要导体,位移电流不需要导体,可以存在于真空中、导体中、介质中;位移电流没有热效应,传导电流产生焦耳热。
电磁场与电磁波课后习题及答案七章习题解答

《电磁场与电磁波》习题解答 第七章 正弦电磁波7.1 求证在无界理想介质内沿任意方向e n (e n 为单位矢量)传播的平面波可写成j()e n r t m βω⋅-=e E E 。
解 E m 为常矢量。
在直角坐标中cos cos cos n x y z x y z x y zαβγ=++=++e e e e r e e e故(cos cos cos )()cos cos cos n x y z x y z x y z x y z αβγαβγ⋅=++⋅++=++e r e e e e e e则j()[(cos cos cos )]22222[(cos cos cos )]2e ()()n r t j x y z t m m x x y y z zj x y z t m e j e j βωβαβγωβαβγωββ⋅-++-++-==∇=∇+∇+∇==e E E E E e E e E e E E E而22j[(cos cos cos )]222{e }x y z t m t t βαβγωω++-∂∂==-∂∂E E E故222222()(0j j t μεβμεωμεω∂∇-=+=+=∂EE E E E E 可见,已知的()n j e r t m e βω⋅-=E E 满足波动方程2220t με∂∇-=∂EE故E 表示沿e n 方向传播的平面波。
7.2 试证明:任何椭圆极化波均可分解为两个旋向相反的圆极化波。
解 表征沿+z 方向传播的椭圆极化波的电场可表示为12()j z x x y y E jE e β-=+=+E e e E E式中取121[()()]21[()()]2j zx x y y x y j zx x y y x y E E j E E e E E j E E e ββ--=+++=---E e e E e e显然,E 1和E 2分别表示沿+z 方向传播的左旋圆极化波和右旋圆极化波。
电磁场与电磁波(第7章)1

ez Ex H x H y H z e y z (ex t e y t ez t ) z 0
由此可得
H x H z t t 0
H
x
H y Ex z t 和 H 均与时间无关,因此它们不是波动的部分,故可取
定义
无损耗介质是一种理想情况,在这里指电导率
0
平面波中的电场复数表示形式
E ex Ex ex E0 exp[i(t kz)]=ex E0 exp[i(t kz / )]
理解
电场矢量的方向是 x 方向,电磁波则是沿 z 方向传播
波速为
v / k 1/ k / v
0
及
Jc 0
H E B t t B 0或 H 0 H E t
一般媒质中的麦克斯韦方程组变为: D 0
( H ) ( D) ( E ) t t
7.3 平面电磁波在有损耗介质中的传播
定义
实际的介质都是有损耗的,因此,研究波在有损耗介质中的传 播具有实际意义。有损耗介质也称为耗散介质,在这里是指电 导率 0 ,但仍然保持均匀、线性及各向同性等特性。 有损耗介质中出现的传导 电流会使在其中传播的电 磁波发生能量损耗,从而 导致波的幅值随着传播距 离的增大而下降。研究表 明,传播过程中幅值下降 的同时,波的相位也会发 生变化,致使整个传输波 的形状发生畸变,如图所 示 平面波在有耗介质中的传播
1. 等效介电系数
对于随时间按照正弦规规律变化的电磁场,其复数形式的麦克斯韦方程中有
E i H H Jc i E E i E
电磁场与电磁波第三版答案第七章

动时,电场强度将逐渐减少。试问当电场强度减少到最大值的 1 时,接收 2
电台的位置偏离正南方向多少度。 解:电基本振子的归一化方向函数为
f (θ ) = sinθ
109
习题七
由题意可知,当电场强度成为原来的 1 时,接收电台的位置偏离正南方向 45o 。 2
7-9 两个半波振子天线平行放置,相距 λ 。若要求它们的最大辐射方向在偏离天 2
∫ ∫ EP
=
j
ES0 2λ
b a e− jkr (1 + cosθ ′) d x′ d y′ r −b −a
式中, r 为口径面上 (x′, y′, 0) 点到场点 P(x, y, z) 的距离:
r = (x − x′)2 + ( y − y′)2 + z2
= x2 + y2 + x2 − 2xx′ − 2 yy′ + x′2 + y′2 = r02 − 2xx′ − 2 yy′ + x′2 + y′2
π 2
cosθ
⎢⎣ sinθ
⎟⎞ ⎠
e−
jkr
+
cos⎜⎛ π cos ⎝2 sin θ
θ
⎟⎞ ⎠
e
−
jkr
e−
jkh
cosθ
⎤ ⎥ ⎥ ⎥⎦
=
j 60Im r
cos⎜⎛ π cosθ ⎝2 sin θ
⎟⎞ ⎠
⎜⎜⎝⎛
2
e
−
j
kh 2
cosθ
⎟⎟⎠⎞
cos⎜⎛ ⎝
kh 2
cos
θ
⎟⎞ ⎠
e
−
jkr
远区 E 面方向因子为
电磁场与电磁波理论基础第七章作业题解答

第七章 平面电磁波的反射和透射 习题解答7-1.空气中的平面电磁波电场幅值为10V/m ,垂直入射到εr =25的无耗非磁性介质的表面,试确定:(1)反射系数和透射系数;(2)在空气中的驻波比;(3)入射波、反射波和透射波的平均功率流密度。
解 (1)由于空气和无耗非磁性介质的磁导率为所以,空气和无耗非磁性介质中的波阻抗分别为由此得到垂直入射情况下,两理想介质分界面的反射系数和透射系数为(2)驻波比定义为由此得到空气中的驻波比为(3)假定电场矢量沿x e 方向,入射波沿+Z 方向传播,则可写出垂直入射情况下,入射波、反射波和透射波的电场和磁场复振幅矢量表达式为根据平均功率流密度的定义式有而数值代入得到7-4.一均匀平面电磁波沿+Z 方向传播,其电场强度矢量为(1)应用麦克斯韦方程求相伴的磁场H ;(2)若在传播方向上z =0处放置一无限大的理想导体板,求z <0区域中的合成波的电场E 1和磁场H 1;(3)求理想导体板表面的电流密度。
解 (1)根据给定的电场强度矢量的表达式,有由此可写出电场强度矢量的复振幅表达式为由复数形式的麦克斯韦方程得到则有(2)如果在z =0处放置一无限大平面导体板,可看成是理想介质与理想导体分界面的垂直入射,有 001r i E r E ==-,000t i E t E == 根据入射波电场矢量和磁场矢量的复振幅表达式,可写出反射波电场矢量和磁场矢量的复振幅表达式为把代入,得到入射介质一方(z <0)的合成波电场和磁场的复振幅为合成波的电场E 1和磁场H 1的瞬时表达式为(3)根据边界条件由于理想导体板中的磁场为零,有7-7.一圆极化平面电磁波的电场为平面电磁波沿+X 方向从空气垂直入射到εr =4、μr =1的理想介质表面上。
求:(1)反射波和透射波的电场;(2)它们分别属于什么极化?解 (1)两种介质均为无耗理想介质,其参数如下:垂直入射情况下的反射系数和透射系数为即反射波沿-X 方向,由此可写出反射波的电场为 透射波沿+X 方向,则透射波的电场为(2)由题知,入射波为圆极化平面电磁波,其电场的瞬时表达式为分量形式为电场矢量与Y 方向的夹角为由此可见,圆极化波为左旋圆极化波。
《电磁场与电磁波》课后习题解答(第七章)

第7章习题解答【7.1】 解:设第一个分子的球心位置为原点,即0d (d 为分子直径)处 依题意任意时刻都要满足%5)10()0(0≤-E d d E E (1)其中E 是空间变化的电场,其形式为)exp(0ikx E -=E ,ck ω=,则(1)式变为%5)210exp(1≤--cfdi π (2) 可以求出 15151019.11056.1215⨯≈⨯≤f 所以频率上限的数量级为1510【7.2】解p V k ω=p pg p g p kdV dV d V V V dk dk V d ωωω===+ 1pg pp V V V d ωω=-22()1p i o rcc V n n ωωαω==-+0i n → p V c ∴= g p V V c ==即 2g p V V c ⋅=【7.3】解(1)波数681221501022310k f πππ===⨯⨯⨯⨯=⨯(rad/m ) 相速81.510p v ===⨯ (m/s )波长 21kπλ==(m )波阻抗60ηπ==(Ω) (2)均匀平面波的平均坡印廷矢量26z m S 0.26510z e e -==⨯平均 (W/m 2)得 31010m E -=⨯(V/m )当t = 0,z = 0时33sin 10100.8668.66103m E E π--⎛⎫==⨯⨯=⨯ ⎪⎝⎭(V/m )(3) t = 0.1s μ后210sin 23E ft kz ππ-⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭267310sin 21501011028.66103z πππ---⎛⎫=⨯⨯⨯⨯-+=⨯ ⎪⎝⎭得 1sin 3028.66103z πππ-⎛⎫+-=⨯ ⎪⎝⎭15z =(m )【7.4】 解:电磁波的频率为8820310********v f λ-⨯===⨯⨯(Hz ) 在无损耗媒质中的波长为 12810vfλ-==⨯ (m ) 故波速为12888102510210v f λ-==⨯⨯⨯=⨯=(m/s )而无损耗媒质的本征阻抗为505000.1E H η==== (Ω) 联解以下两式:8210=⨯500= 得 1.99, 1.13r r με==【7.5】 解: 803100.2c f fλ⨯===故 883101510()0.2f Hz ⨯==⨯ 而 0.09vfλ== 故 880.090.091510 1.3510(/)v f m s =⨯=⨯⨯=⨯ 又v ===故 2882(/)(310/1.3510) 4.94r c v ε==⨯⨯=【7.6】 解:由题意知 7610ωπ=⨯0.8k π==106016E Hηππ====联解6100.8ππ⨯= 和60π= 得 8,2r r εμ==【7.7】 解:因4101σωε=<<,为低损耗媒质。
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显然,E1和E2分别表示沿+z方向传播的左旋圆极化波和右旋圆极化波。
7.3在自由空间中,已知电场 ,试求磁场强度 。
解以余弦为基准,重新写出已知的电场表示式
这是一个沿+z方向传播的均匀平面波的电场,其初相角为 。与之相伴的磁场为
7.4均匀平面波的磁场强度H的振幅为 ,以相位常数30rad/m在空气中沿 方向传播。当t=0和z=0时,若H的取向为 ,试写出E和H的表示式,并求出波的频率和波长。
7.15均匀平面波的电场振幅 ,从空气中垂直入射到无损耗的介质平面上(介质的 ),求反射波和透射波的电场振幅。
解
反射系数为
透射系数为
故反射波的电场振幅为
透射波的电场振幅为
7.16最简单的天线罩是单层介质板。若已知介质板的介电常数 ,问介质板的厚度应为多少方可使频率为3GHz的电磁波垂直入射到介质板面时没有反射。当频率分别为3.1GHz及2.9GHz时,反射增大多少?
考虑到波长 ,故
因此,t=3ms时,Hz=0的位置为
(2)电场的瞬时表示式为
7.6在自由空间中,某一电磁波的波长为0.2m。当该电磁波进入某理想介质后,波长变为0.09m。设 ,试求理想介质的相对介电常数 以及在该介质中的波速。
解在自由空间,波的相速 ,故波的频率为
在理想介质中,波长 ,故波的相速为
(10)
显然,若分界面①上的等效波阻抗 等于媒质1的本征阻抗 ,则 ,即分界面①上无反射。
通常天线罩的内、外都是空气,即 ,由式(9)得
欲使上式成立,必须 。故
频率f0=3GHz时
则
当频率偏移到f1=3.1GHz时,
故
而
故此时的等效波阻抗为
反射系数为
即频率偏移到3.1GHz时,反射将增大6%。
同样的方法可计算出频率下偏到 时,反射将增加约5%。
解(1)根据已知条件求得如下参数。
在空气中(媒质1)
在有损耗媒质中
分界面上的反射系数为
透射系数为
故反射波的电场和磁场的复数表示式为
则其瞬时表示式为
而媒质2中的透射波电场和磁场为
故其瞬时表示式为
(2)
7.25一右旋圆极化波垂直入射到位于z=0的理想导体板上,其电场强度的复数表示式为
(1)确定反射波的极化方式;(2)求导体板上的感应电流;(3)以余弦为基准,写出总电场强度的瞬时值表示式。
解媒质1中的波阻抗为
(1)
媒质2中的波阻抗为
(2)
当 时,由式(1)和(2)得
(3)
而分界面O1处(即 处)的等效波阻抗为
当 、即 时
(4)
分界面O1处的反射系数为
(5)
将式(3)和(4)代入式(5),则得
即 时,分界面O1上无反射。 的介质层称为匹配层。
7.20垂直放置在球坐标原点的某电流元所产生的远区场为
7.18均匀平面波从自由空间垂直入射到某介质平面时,在自由空间形成驻波。设驻波比为2.7,且介质平面上有驻波最小点;求介质的介电常数。
解自由空间的总电场为
式中
是分界面上的反射系数。
驻波比的定义为
得
据此求得
因介质平面上是驻波最小点,故应取
反射系数
得
则
7.19如题7.19图所示,z>0区域的媒质介电常数为 ,在此媒质前置有厚度为d、介电常数为 的介质板。对于一个从左面垂直入射过来的TEM波,试证明当 且 时,没有反射( 为自由空间的波长)。
解自由空间的相位常数
,故
在理想电介质中,相位常数 ,故
电介质中的波速则为
7.10在自由空间中,某均匀平面波的波长为12cm;当该平面波进入到某无损耗媒质时,波长变为8cm,且已知此时的 , 。求该均匀平面波的频率以及无损耗媒质的 、 。
解自由空间中,波的相速 ,故波的频率为
在无损耗媒质中,波的相速为
7.17题7.17图所示隐身飞机的原理示意图。在表示机身的理想导体表面覆盖一层厚度 的理想介质膜,又在介质膜上涂一层厚度为d2的良导体材料。试确定消除电磁波从良导体表面上反射的条件。
解题7.17图中,区域(1)为空气,其波阻抗为
区域(2)为良导体,其波阻抗为
区域(3)为理想介质,其波阻抗为
区域(4)为理想导体 ,其波阻抗为
而
故
7.7海水的电导率 ,相对介电常数 。求频率为10kHz、100kHz、1MHz、10MHz、100MHz、1GHz的电磁波在海水中的波长、衰减系数和波阻抗。
解先判定海水在各频率下的属性
可见,当 时,满足 ,海水可视为良导体。此时
f=10kHz时
f=100kHz时
f=1MHz时
f=10MHz时
当f=100MHz以上时, 不再满足,海水属一般有损耗媒质。此时,
故
(1)
无损耗媒质中的波阻抗为
(2)
联解式(1)和式(2),得
7.11一个频率为f=3GHz,ey方向极化的均匀平面波在 ,损耗正切 的非磁性媒质中沿 方向传播。求:(1)波的振幅衰减一半时,传播的距离;(2)媒质的本征阻抗,波的波长和相速;(3)设在x=0处的 ,写出H(x,t)的表示式。
解(1)
解以余弦为基准,按题意先写出磁场表示式
与之相伴的电场为
由 得波长 和频率 分别为
则磁场和电场分别为
7.5一个在空气中沿 方向传播的均匀平面波,其磁场强度的瞬时值表示式为
(1)求 和在 时, 的位置;(2)写出E的瞬时表示式。
解(1)
在t=3ms时,欲使Hz=0,则要求
若取n=0,解得y=899992.m。
《电磁场与电磁波》习题解答 第七章 正弦电磁波
7.1求证在无界理想介质内沿任意方向en(en为单位矢量)传播的平面波可写成 。
解Em为常矢量。在直角坐标中
故
则
而
故
可见,已知的 满足波动方程
故E表示沿en方向传播的平面波。
7.2试证明:任何椭圆极化波均可分解为两个旋向相反的圆极化波。
解表征沿+z方向传播的椭圆极化波的电场可表示为
故媒质1中的总电场和总磁场分别为
(1)
同样,可写出媒质2中的总电场和总磁场
(2)
媒质3中只有透射波
(3)
在式(1)、(2)、(3)Fra bibliotek,通常已知入射波电场振幅 ,而 、 、 和 为待求量。利用两个分界面①和②上的四个边界条件方程即可确定它们。
在分界面②处,即z=0处,应有 。由式(2)和(3)得
(4)
由式(4)可得出分界面②上的反射系数
(5)
在分界面①处,即z=-d处,应有 , 。由式(1)和(2)得
(6)
将分界面①上的总电场与总磁场之比定义为等效波阻抗(或称总场波阻抗),由式(1)得
(7)
将式(6)代入式(7)得
(8)
将式(5)代入式(8),并应用欧拉公式,得
(9)
再由式(7)得分界面①上的反射系数
即 区域内的反射波电场为
与之相伴的反射波磁场为
至此,即可求出 区域内的总电场E和总磁场H。
故
同样
故
(3)理想导体平面上的电流密度为
7.23在自由空间中,一均匀平面波垂直投射到半无限大无损耗介质平面上。已知在平面前的自由空间中,合成波的驻波比为3,无损耗介质内透射波的波长是自由空间波长的 。试求介质的相对磁导率 和相对介电常数 。
(1)求波的频率和波长;(2)以余弦函数为基准,写出入射波电场和磁场的瞬时表示式;(3)确定入射角;(4)求反射波电场和磁场的复数表示式;(5)求合成波电场和磁场的复数表示式。
f=100MHz时
f=1GHz时
7.8求证:电磁波在导电媒质内传播时场量的衰减约为55dB/λ。
证明在一定频率范围内将该导电媒质视为良导体,此时
故场量的衰减因子为
即场量的振幅经过z=λ的距离后衰减到起始值的0.002。用分贝表示。
7.9在自由空间中,一列平面波的相位常数 ,当该平面波进入到理想电介质后,其相位常数变为 。设 ,求理想电介质的 和波在电介质中的传播速度。
题7.16图
解天线罩示意图如题7.16图所示。介质板的本征阻抗为 ,其左、右两侧媒质的本征阻抗分别为 和 。设均匀平面波从左侧垂直入射到介质板,此问题就成了均匀平面波对多层媒质的垂直入射问题。
设媒质1中的入射波电场只有x分量,则在题7.16图所示坐标下,入射波电场可表示为
而媒质1中的反射波电场为
与之相伴的磁场为
式中
都是实数,故 也是实数。
反射波的电场为
可见,反射波的电场的两个分量的振幅仍相等,相位关系与入射波相比没有变化,故反射波仍然是圆极化波。但波的传播方向变为-z方向,故反射波也变为右旋圆极化波。而入射波是沿+z方向传播的左旋圆极化波。
透射波的电场为
式中, 是媒质2中的相位常数。可见,透射波是沿+z方向传播的左旋圆极化波。
故由式(3)得
(4)
将良导体中的传播常数 和波阻抗 代入式(4),得
这样,只要取理想介质层的厚度 ,而良导体涂层的厚度 ,就可消除分界面③上的反射波。即雷达发射的电磁波从空气中投射到分界面③时,不会产生回波,从而实现飞机隐身的目的。此结果可作如下的物理解释:由于电磁波在理想导体表面(即分界面①上产生全反射,则在离该表面 处(即分界面②出现电场的波腹点。而该处放置了厚度为d2的良导体涂层,从而使电磁波大大损耗,故反射波就趋于零了。
解在自由空间,入射波与反射波合成为驻波,驻波比为
由此求出反射系数
设在介质平面上得到驻波最小点,故取 。而反射系数为
式中的 ,则得
求得
得
(1)
又
得
(2)
联解式(1)和(2)得
7.24均匀平面波的电场强度为 ,该波从空气垂直入射到有损耗媒质 的分界面上(z=0),如题7.24图所示。(1)求反射波和透射波的电场和磁场的瞬时表示式;(2)求空气中及有损耗媒质中的时间平均坡印廷矢量。