習(xí)題課(時變場與波)

習(xí)題課（時變場與波部分）時變場—思考題寫出微分形式的麥克斯韋方程組。寫出積分形式的麥克斯韋方程組。寫出麥克斯韋方程組的復(fù)數(shù)形式。什么是電磁場的邊界條件？寫出兩種媒質(zhì)分界面上的邊界條件。寫出理想導(dǎo)體表面的邊界條件。坡印廷矢量的物理意義是什么？寫出坡印廷定理并簡述它的物理意義。1、電場強度表達式磁場強度表達式（例4-3、習(xí)題4.12）2、表達式瞬時形式復(fù)數(shù)形式（補充例題、練習(xí)題、習(xí)題4.14）3、求S、Sav：

（補充例題、練習(xí)題、習(xí)題4.25）時變場—應(yīng)用題例：場強表達式的瞬時形式復(fù)數(shù)形式。時變場—例題例：場強表達式的瞬時形式復(fù)數(shù)形式。時變場—例題例：（求S、Sav）已知某電磁波的復(fù)數(shù)形式為時變場—例題解：時變場—例題平面波傳播—思考題什么是均勻平面波？波長是怎樣定義的？在理想/導(dǎo)電媒質(zhì)中，均勻平面波的相速是否與頻率有關(guān)？什么是波的色散？什么是趨膚效應(yīng)？趨膚深度是如何定義的？什么是波的極化？波的極化方式有哪三種？試述反射系數(shù)和透射系數(shù)的定義。什么是入射平面？什么是垂直極化入射波？什么是平行極化入射波？寫出菲涅耳反射定律和菲涅耳折射定律。什么是全反射？什么是全透射？在什么情況下會發(fā)生這些現(xiàn)象？1、判定波極化方式（補充例題、練習(xí)題、習(xí)題5.6）2、平面波傳播問題求解（例5-1、習(xí)題5.1）（1）求傳播特性參數(shù)參數(shù)f、k、

、

、v

；（2）寫場強表達式（電場、磁場，瞬時、復(fù)數(shù)）；（3）求坡印廷矢量S、Sav

平面波傳播—應(yīng)用題例：自由空間傳播的平面波，其電場強度是

求：（1）頻率f、相位常數(shù)k、波長

和波阻抗

；

（2）磁場強度H的瞬時值；

（3）瞬時坡印廷矢量S和平均坡印廷矢量Sav。解：平面波傳播—例題導(dǎo)行電磁波—思考題什么是導(dǎo)行電磁波？什么是縱向場法？波導(dǎo)中電磁波有哪些模式（波型）？波導(dǎo)可否有一個以上的截止頻率？波導(dǎo)的截止頻率取決于什么因素？矩形波導(dǎo)中的波型如何標(biāo)志？波型指數(shù)m和n的物理意義？寫出矩形波導(dǎo)中TM波和TE波的最低模式。矩形波導(dǎo)的主模是什么？矩形波導(dǎo)如何實現(xiàn)單模傳輸？如何計算傳輸線的電長度？什么是長線？如何定義傳輸線的特性阻抗/輸入阻抗？兩者有何不同？如何定義反射系數(shù)、駐波/行波系數(shù)？取值范圍分別是什么？寫出均勻無耗傳輸線的三種工作狀態(tài)及對應(yīng)的終端負(fù)載阻抗的情況。導(dǎo)行電磁波—應(yīng)用題模式傳輸條件：f

fc

或

<

c

(

c)TE10=2a；(

c)TE20=a；(

c)TE01=2b1、已知波導(dǎo)尺寸、工作頻率/波長，求傳播波型/模式。

（例7-1、習(xí)題7.5）2、已知工作頻率/波長、傳播波型/模式，求波導(dǎo)尺寸。

（例7-2、習(xí)題7.7）例:3種型號的空氣填充矩形波導(dǎo)尺寸為

BJ-4058.20mm

29.10mmBJ-10022.86mm

10.16mmBJ-12019.05mm

9.52mm

分別求其單模工作的頻率范圍。解：BJ-402.57~5.15GHzBJ-1006.562~13.12GHzBJ-1207.88~15.7GHz導(dǎo)行電磁波—例題TE10波：

c=50(mm)TE20波：

c=25(mm)更高次模的截止波長更短故：當(dāng)該波導(dǎo)中為真空時，僅能傳輸?shù)哪Ｊ綖門E10波。若填充

r=4的理想介質(zhì)，則工作波長為必須

<c通過計算可知：TE01，TE30，TE11，TM11，TE21，TM21等模式均可傳輸。顯然，TE10波及TE20波可以傳輸，而且還可能存在其它模式。例:某一內(nèi)部為真空的矩形金屬波導(dǎo)，其截面尺寸為25mm

10mm，當(dāng)頻率

f=104MHz的電磁波進入波導(dǎo)中以后，該波導(dǎo)能夠傳輸?shù)哪Ｊ绞鞘裁?？?dāng)波導(dǎo)中填充介電常數(shù)

r=4的理想介質(zhì)后，能夠傳輸?shù)哪Ｊ接袩o改變？解:當(dāng)內(nèi)部為真空時，工作波長為波導(dǎo)的截止波長為