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均匀平面波对两种理想介质分界面的垂直入射

1
2
E H r ey rm e jk1z
则媒质1中总的电场、磁场为:
E合 Ei Er ex ( Eim e jk1z Erme jk1z ) 1 H 合 H i H r ey ( Eime jk1z Erme jk1z )
min
z =-(n/2+1/4)λ1 z =-nλ1/ 2
(n 0,1, 2,) (n 0,1, 2,)
媒质1空间(z<0)中的合成波(续) 驻波系数(驻波比)
驻波系数定义为驻波电场强度振幅的最大值和最小值之比,即:
S=
E max E min
1+ Γ S -1 = Γ = 1 1- Γ S +1
为行驻波
91 4 71 4 51 4 31 4 1 4 —— 驻波电场 —— 合成波 ——电场振幅 行波电场
z
51 / 2 21 31 / 2
z
1
1 / 2
—— —— 合成波 合成波电场 电场
若媒质 < 0 E1 ( z ) Eim 1 max E1 ( z ) Eim 1
Er Ei ex Eim e jk1z Et Ei ex Eim e jk2 z
反射系数和透射系数关系为:
2 1 22 1 1 1 2 1 2
当媒质2为理想导体时, 0 ,可知 1,即当电磁波垂直入射 到理想导体面上时,反射系数为-1。
1
反射波的求解(续) 由两种理想介质边界条件可知:
E1t E2t ( Eix Erx ) z 0 Etx z 0 H1t H 2t ( H iy H ry ) z 0 H ty z 0
Eim Erm Etm 1 (E E ) 1 E rm 1 e jk1z Eim jk1z H i ey e
Et ex Etm e jk2 z
设反射波电场为(待求)
1
Etm jk2 z H t ey e
Er ex Erm e jk1z
均匀平面波对两种理想介质分 界面的垂直入射
对两种理想介质分界面的垂直入射
建立图示坐标系
z < 0中,媒质1 介质参数为 1 , 1
z > 0中,媒质2 介质参数为 2 , 2
反 设入射波为x方向线极化波 1
Ei
Hi Er
x
Et
Ht
入 y

z
Hr
2
反射波的求解
媒质一
入射波电场为(已知)
媒质二
故当电磁波从理想介质空间垂直入射到理想导体分界面上时,反
射波和入射波相位相差180度——半波损失。
媒质1空间(z<0)中的合成波 媒质1中合成波电场为:
E合 Ei Er ex Eim (e jkz e jkz ) ex Eim [(1 )e jk1z j 2 sin k1 z ]
Erm 2 1 Eim 2 1 2 2 Etm Eim 1 2 , 式中: 1 2 分别为媒质1、2的本征阻抗。
反射波的求解(续)
Erm 2 1 定义:反射系数 Eim 2 1
透射系数
Etm 22 Eim 1 2
讨论: 当Г=0 时,S =1,为行波。 当Г=±1 时,S = ,是纯驻波。 当 0 1 时,1< S < ,为混合波。S 越大,驻波分 量越大,行波分量越小;
入、反、透波的功率密度
* 1 1 2 Ei H i = ez Siav = Re Eim 2 2η1 * 1 1 2 2 Er H r = - e z S rav = Re Γ Eim 2 2η1 * 1 1 2 2 Et H t = ez Stav = Re τ Eim 2 2η2
介质1中的平均坡印廷矢量
2 Eim Sav = Siav + S rav = ez 1- Γ 2 2η1
能二 量者 守相 恒等 定, 律符 合
反射、透射波功率之和
2 2 Eim Γ 2 τ 2 Eim + = 2 η1 η2 2η1
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