电磁场与电磁波课程绪论20页PPT
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电磁场与电磁波(1)幻灯片PPT
(z)Ur(z)Ir(z) Ui(z) Ii(z)
▪ 对无耗传输线γ=jβ，终端负载为Zl，得 (z ) A A 2 1 e e j j z z Z Z L L Z Z 0 0 e j2 z L e j2 z
▪ 其中
LZ ZL L Z Z0 0Lejl
称为终端反射系数
7.1 均匀传输线的分析
U min
A1[1
l
]
I
max
A1 Z0
[1
l
]
▪ 电压波节点阻抗也为纯电阻， 其值为
Rmin
Z011 ll
Z0
7.2 传输线的等效
❖ 行驻波状态
▪ 可见电压波腹点和波节点相距λ/4，且两点阻抗有如下 关系： Rm axRm inZ0 2
7.2 传输线的等效
❖ 传输线的等效
▪ 终端短路的无耗传输线的等效
前向波与后向波的叠加
U(z)A1ez A2ez
I(z) 1 Z0
(A1ez
A2ez)
7.1 均匀传输线的分析
❖ 传输线的重要参量
▪ 特性阻抗Z0
Z0
R jL C jC
▪ 对于均匀无耗传输线， R=G=0， 因此均匀无耗传输
线的特性阻抗为
Z0
L C
▪ 此时， 特性阻抗Z0为实数， 且与频率无关。
7.1 均匀传输线的分析
❖ 传输线中的重要参量
▪ 传播常数γ
( R jL )G ( jC ) j
▪ 对于均匀无耗传输线，R=G=0，有jLCj ▪ 对于损耗很小的传输线， 即满足R<<ωL, G<<ωC时：
(R j L )(G j C )
j L (1 j R ) j C (1 j G )
电磁场与电磁波理论课件PPT
6-12
《电磁场与电磁波理论》
第6章均匀平面波的传播
1. 沿 轴方向传播的均匀平面波的电磁场
♥ 直接求解横向场的亥姆霍兹方程得到横向场分量的通解◘——待定的复常数◘
——代表向 方向传播的波
◘
——代表向 方向传播的波
6-13
《电磁场与电磁波理论》
第6章均匀平面波的传播
1. 沿 轴方向传播的均匀平面波的电磁场
◘ 电场的极化就是磁场的极化；
◘ 不同的位置处，极化的形式完全相同，只是变化的起始点 不同。
6-29
《电磁场与电磁波理论》
一般情况的椭圆极化波
第6章均匀平面波的传播
平面解析几何中的直线、圆和椭圆 均匀平面波电磁场的极化 椭圆极化的均匀平面波
6-30
《电磁场与电磁波理论》
第6章均匀平面波的传播
第6章均匀平面波的传播
均匀平面波的五个传播参数
（4） 相速 ——等相位面的传播速度，即
（5） 波阻抗
（6.1.47） ——横向电场与横向磁场之比，即
（6.1.33）
真空中
（6.1.34）
6-20
《电磁场与电磁波理论》
第6章均匀平面波的传播
均匀平面波的三个传播特性
（1）均匀平面波是横电磁波（TEM波）——没有传播方向的 分量，只有垂直于传播方向的分量，即
平面解析几何中的直线、圆和椭圆
◘ 过原点的直线的方程
◘ 圆心在原点的圆方程
◘ 圆心在原点主轴与 轴夹角为 的椭圆方程
其中
，而
6-31
《电磁场与电磁波理论》
第6章均匀平面波的传播
均匀平面波的电磁场的极化
——椭圆的参数方程
♥ 均匀平面波的电场的两个分量根据幅度和相位的不同将会 分别满足直线、圆或椭圆方程的。这样一来，电场的顶点 随着时间画出的轨迹必然形成直线、圆、椭圆，其对应的 均匀平面波就分别称为线极化波、圆极化波、椭圆极化波。
电磁场与电磁波电磁场绪论PPT文档19页
谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
1、不要轻言放弃，否则对不起自己。
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人，常是愿意 去做，并愿意去冒险的人。“稳妥”之船，从未能从岸边走远。-戴尔．卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡，喝起来是苦涩的，回味起来却有 久久不会退去的余香。
电磁场与电磁波电磁场绪论ห้องสมุดไป่ตู้4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮 回里有你。
电磁场和电磁波(与“电磁波”相关文档)共17张PPT
C＝3.0×108m/s
特点3：电磁波的传播速度等于波长和频率的乘积， 即
υ ＝λ·f
υ =C/n(介质的折射率）
第7页，共17页。
３）比较电磁波与机械波
电磁波
机械波
在真空或介质中均可传播 一定要有介质才
不
能传播
同 传播速度与介质和频率有 传播速度只由介
点 关（频率越高的电磁波在
质决定
同一种介质中的传播速度
调 包络线跟音频电流的变化规律完全一样， 中特心点频 ２率：最电大磁，波频的率传变播化不的需周要期介与质音，频波信速号V取一决样于．传）播介质，任何频率的电磁波在真空中的传播速度都等于真空中的光速
传知播道速 电度磁与波介与质机和械频波率的有区关别（频率越高的电磁波在同一种介质中的传播速度越小）
制 振幅变化的周期与音频信号一样．） 检调波谐（ ：解使调接）收：电从路经产过生调电制谐的振高的频过振程荡．中（可“检通”出过调调制节信可号变的电过容程器．来实现）
变．（调频后的高频振荡信号的振幅不变， 调谐幅：使接高收频电振路荡产的生振电幅谐随振信的号过而程改．变（．可（通调过幅调后节的可高变频电振容荡器电来流实它现的）振幅包络线跟音频电流的变化规律完全一样，振幅变化的周期与音频信号一
在样真．空 ）或介质中均可传播
但它的频率按音频电流的大小变化，在音 利变用化雷 的达磁可场以能探够测在飞周机围、空舰间艇产、生导电弹场以，及变其化他的军电事场目能标够；在周围空间产生磁场．
特检点波２ （：解电调磁）波：的从传经播过不调需制要的介高质频，振波荡速中V“检取”出决调于制传信播号介的质过，程任．何频率的电磁波在真空中的传播速度都等于真空中的光速 利传用播雷 速达度可与以介探质测和飞频机率、有舰关艇（、频导率弹越以高及的其电他磁军波事在目同标一；种介质中的传播速度越小） 传υ ＝播λ速·f，度两与者介都质是和周频期率性有的关，（都频是率传越播高能的量电的磁过波程在．同一种介质中的传播速度越小） 雷检达波： （是解利调用）无：线从电经波过来调测制定的物高体频位振置荡的中无“检线”出电调设制备信．号的过程．
特点3：电磁波的传播速度等于波长和频率的乘积， 即
υ ＝λ·f
υ =C/n(介质的折射率）
第7页，共17页。
３）比较电磁波与机械波
电磁波
机械波
在真空或介质中均可传播 一定要有介质才
不
能传播
同 传播速度与介质和频率有 传播速度只由介
点 关（频率越高的电磁波在
质决定
同一种介质中的传播速度
调 包络线跟音频电流的变化规律完全一样， 中特心点频 ２率：最电大磁，波频的率传变播化不的需周要期介与质音，频波信速号V取一决样于．传）播介质，任何频率的电磁波在真空中的传播速度都等于真空中的光速
传知播道速 电度磁与波介与质机和械频波率的有区关别（频率越高的电磁波在同一种介质中的传播速度越小）
制 振幅变化的周期与音频信号一样．） 检调波谐（ ：解使调接）收：电从路经产过生调电制谐的振高的频过振程荡．中（可“检通”出过调调制节信可号变的电过容程器．来实现）
变．（调频后的高频振荡信号的振幅不变， 调谐幅：使接高收频电振路荡产的生振电幅谐随振信的号过而程改．变（．可（通调过幅调后节的可高变频电振容荡器电来流实它现的）振幅包络线跟音频电流的变化规律完全一样，振幅变化的周期与音频信号一
在样真．空 ）或介质中均可传播
但它的频率按音频电流的大小变化，在音 利变用化雷 的达磁可场以能探够测在飞周机围、空舰间艇产、生导电弹场以，及变其化他的军电事场目能标够；在周围空间产生磁场．
特检点波２ （：解电调磁）波：的从传经播过不调需制要的介高质频，振波荡速中V“检取”出决调于制传信播号介的质过，程任．何频率的电磁波在真空中的传播速度都等于真空中的光速 利传用播雷 速达度可与以介探质测和飞频机率、有舰关艇（、频导率弹越以高及的其电他磁军波事在目同标一；种介质中的传播速度越小） 传υ ＝播λ速·f，度两与者介都质是和周频期率性有的关，（都频是率传越播高能的量电的磁过波程在．同一种介质中的传播速度越小） 雷检达波： （是解利调用）无：线从电经波过来调测制定的物高体频位振置荡的中无“检线”出电调设制备信．号的过程．
高三物理电磁场与电磁波PPT精品课件
3．以下有关在真空中传播的电磁波的说法正 确的是 [ ] A．频率越大，传播的速度越大 B．频率不同，传播的速度相同 C．频率越大，其波长越大 D．频率不同,传播速度也不同
思考与讨论
4．频率为600 kHz到1.5 MHz的电磁波其波
长由 m到
m．
5．某收音机调谐电路的可变电容器动片完全旋 入时，电容是390 PF，这时能接收到520kHz 的无线电电波，动片完全旋出时，电容变为39 PF，这时能收到的无线电电波的频率是 ______×106 Hz，此收音机能收到的无线电电波 中，最短的波长为______m．（取三位有效数字）
思考与讨论
6．LC回路中，电容器为C1，线圈自感为L1．设电磁
波的速度为c，则LC回路产生电磁振荡时向外辐射电
磁波的波长为(
).
7.根据麦克斯韦的电磁理论，下列说法正确的是：
A. 在电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场
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
5、电磁波具有＿电＿磁＿＿能，电磁波的发射过程就是向外辐射
能量、传递信息的过程。
6、也会发生＿反＿射＿＿、＿折＿射＿＿、＿衍＿射＿＿、＿干＿涉＿＿、＿ ＿多＿普＿勒＿＿效＿应＿＿＿等现象
四、电磁场的物质性
（请同学们阅读教材并总结） 电磁场有：能量、 “光压”、运动的质量、 动量（与其它物质相互作用）。
二、麦克斯韦电磁场理论的，电路里将会产 生感应电流（图甲），这是熟悉的电磁感应现 象．麦克斯韦从场的观点研究了电磁感应现象，认 为电路里能产生感应电流，是因为变化的磁场产生 了一个电场，这个电场驱使导体中的自由电荷做定 向的移动．麦克斯韦还把这种用场来描述电磁感应 现象的观点，推广到不存在闭合电路的情形．他认 为，在变化的磁场周围产生电场，是一种普遍存在 的现象，跟闭合电路是否存在无关（图乙）．
思考与讨论
4．频率为600 kHz到1.5 MHz的电磁波其波
长由 m到
m．
5．某收音机调谐电路的可变电容器动片完全旋 入时，电容是390 PF，这时能接收到520kHz 的无线电电波，动片完全旋出时，电容变为39 PF，这时能收到的无线电电波的频率是 ______×106 Hz，此收音机能收到的无线电电波 中，最短的波长为______m．（取三位有效数字）
思考与讨论
6．LC回路中，电容器为C1，线圈自感为L1．设电磁
波的速度为c，则LC回路产生电磁振荡时向外辐射电
磁波的波长为(
).
7.根据麦克斯韦的电磁理论，下列说法正确的是：
A. 在电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场
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
5、电磁波具有＿电＿磁＿＿能，电磁波的发射过程就是向外辐射
能量、传递信息的过程。
6、也会发生＿反＿射＿＿、＿折＿射＿＿、＿衍＿射＿＿、＿干＿涉＿＿、＿ ＿多＿普＿勒＿＿效＿应＿＿＿等现象
四、电磁场的物质性
（请同学们阅读教材并总结） 电磁场有：能量、 “光压”、运动的质量、 动量（与其它物质相互作用）。
二、麦克斯韦电磁场理论的，电路里将会产 生感应电流（图甲），这是熟悉的电磁感应现 象．麦克斯韦从场的观点研究了电磁感应现象，认 为电路里能产生感应电流，是因为变化的磁场产生 了一个电场，这个电场驱使导体中的自由电荷做定 向的移动．麦克斯韦还把这种用场来描述电磁感应 现象的观点，推广到不存在闭合电路的情形．他认 为，在变化的磁场周围产生电场，是一种普遍存在 的现象，跟闭合电路是否存在无关（图乙）．
电磁场与电磁波(第三版绪论) 电磁场与电磁波教案 教学课件
传输——导行电磁波
发射和接收——天线
传播——入射、反射、透射、绕射
一些常见的天线和馈线
中、短波发射天线
微波接力天线
卡塞格仑天线
MMDS-A型微波天线
MMDS-C型微波天线
对数周期天线
矩形波导
平行双线
圆波导
同轴线
微带线
要掌握天线发射和接收电磁波的机理和性能， 必须掌握电磁场与电磁波的基本理论和技术。
四、课程的学时分配建议 本课程以60学时较为适宜，分配如下， 1 . 矢量分析：4学时
2 .电磁场中的基本物理量和基本实验定律：4学时
3. 静电场分析：6学时 4. 静态边值问题的解法：4学时 5. 恒定磁场分析8学时 6. 时变电磁场：6学时 7. 正弦平面电磁波：12学时 8. 导行电磁波：10学 9. 电磁波辐射：6学时
要掌握电磁波传输的机理和性能，了解构成 导波系统的元件和器件的性能，就必须掌握电磁 场与电磁波的基本理论和技术。
要掌握电磁波传播的机理和性能，了解电磁波 在水下或地下如何传播，了解在地面站和卫星之 间如何传播，就必须掌握电磁场与电磁波的基本 理论和技术。
总之，一切无线电工程系统，如前面提到的移 动通信、卫星通信、雷达、电视、微波遥感…… 都包含许许多多电磁场与电磁波的基础理论问
题， 而且不断地对以电磁场与电磁波为基础理论的无 线电技术、微波技术提出新的课题。因而电磁场与电 磁波基础理论将始终发挥着重要作用，且不断扩充其 应用领域。
此外，随着现代科学技术的发展，电子、电气系统 获得越来越广泛的应用。运行中的电子、电气设备大 多伴随着电磁能量的转换，使得高密度、宽频谱的电 磁信息充满整个人类的生存空间，构成极其复杂的电 磁环境，出现了电磁干扰和电磁污染，使电子系统受 到严峻的挑战，人类生存受到威胁。人们面临的一个 新问题就是如何提高电子系统在复杂电磁环境下正常 运行的能力，如何改善人类生存环境。
大学物理讲义电磁场与电磁波PPT课件
S
(
j0
D) t
d
S
(11.12)
12 首 页 上 页 下 页退 出
在一般情况下，电介质中的电流主要是位移电流， 传导电流可忽略不计；而在导体中主要是传导电流， 位移电流可忽略不计. 在超高频电流情况下，导体内的传导电流和位移电 流均起作用，不可忽略.
因为在电介质中D＝ε0E＋P，所以位移电流密度jD
s D d S q0
l E dl 0
(11.1)
(11.2)
3 首 页 上 页 下 页退 出
对于稳恒磁场，由毕奥—萨伐尔定律和场强叠加原 理，可以导出描述稳恒磁场性质的“高斯定理”和 安培环路定理
s BdS 0
l H dl I0
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
(11.3)
(11.4)
s BdS 0
4.磁场强度沿任意闭合曲线的线积分等于穿过以 该曲线为边界的曲面的全电流。
l H dl
I0
s
D t
d
S
19 首 页 上 页 下 页退 出
归纳起来，麦克斯韦方程组的积分形式为
s D d S q0
B
l E dl S t d S
t
具有电流密度的性质，麦克斯韦把它称做位移电流
密度jD
11 首 页 上 页 下 页退 出
即
dD j D dt
(11.10)
而把
dD dt
称为位移电流ID
ID
dD dt
d dt
DdS
S
D dS S t
S jD dS
电磁场与电磁波PPT
I(z)
Il
coshzUl
Z0
sinhz
❖ 将上式写成矩阵形式为
U I((zz))Z1c0soisnzhzh Zc0soisnzhzhU Ill
16
7.1 均匀传输线的分析
❖ 传输线方程解的分析
▪ 令γ=α+jβ，那么在7-1-6式中，α可以看作是衰减常数， β可以看作是相位常数，因此电压和电流均可以看作是 前向波与后向波的叠加
7.1 均匀传输线的分析
❖ 传输线中的重要参量
▪ 传播常数γ
(R j L )G (j C ) j
▪ 对于均匀无耗传输线，R=G=0，有 j LCj ▪ 对于损耗很小的传输线， 即满足R<<ωL, G<<ωC时：
( R j L )(G j C )
j L (1 j R ) j C (1 j G )
2
传输线 ❖ 传输线的主要类型
3
7.1 均匀传输线的分析
❖ 均匀传输线的电路等效
▪ 一般将截面尺寸、 形状、 媒质分布、 材料及边界条件 均不变的导波系统称为规则导波系统，又称为均匀传 输线，它可以用两根平行导线来表示。
(a)
4
(b)
7.1 均匀传输线的分析
❖ 均匀传输线的电路等效
▪ 当高频电流通过传输线时，导线将产生热耗，这表明 导线具有分布电阻；由于导线间绝缘不完善而存在漏 电流，这表明沿线各处有分布电导；电流通过导线， 在周围产生磁场，即导线存在分布电感；两导线间存 在电压，其间有电场，则导线间存在分布电容。这四 个分布元件可分别用单位长度的分布电阻R、分布漏电 导G、分布电感L和分布电容C来描述。
❖ 所以有
u(zz,t)u(z,t)Rz(iz,t)Lzi(z,t)
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谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
电磁场与电磁波课程绪论
16、人民应该为法律而战斗，就像为 了城墙 而战斗 一样。 ——赫 拉克利 特 17、人类对于不公正的行为加以指责 ，并非 因为他 们愿意 做出这 种行为 ，而是 惟恐自 己会成 为这种 行为的 牺牲者 。—— 柏拉图 18、制定法律法令，就是为了不让强 者做什 么事都 横行霸 道。— —奥维 德 19、法律是社会的习惯和思想的结晶 。—— 托·伍·威尔逊 20、人们嘴上挂着的法律，其真实含 义是财 富。— —爱献 生