平面电磁波2PPT课件

1、coskkxcoskky coskkz若令若令zzyyxxkkkeeek那么传播矢量那么传播矢量 k 可表示为可表示为那么，电场强度又可表示为那么，电场强度又可表示为)( j0ezkykxkzyx EE)coscoscos(j0ezyxk EE或者写为或者写为考虑到考虑到 ，因此，因此 应该满足应该满足1coscoscos222zyxkkk,2222kkkkzyx可见，三个分量可见，三个分量 中只有两个是独立的。中只有两个是独立的。 zyxkkk,第1页/共43页S 根据传播矢量及麦克斯韦方程，可以证明，在无源区中理想介质根据传播矢量及麦克斯韦方程，可以证明，在无源区中理想介质内向内向 k 方

2、向传播的均匀平面波满足下列方程方向传播的均匀平面波满足下列方程 EHk HEk 0Ek0Hk由此可见，电场与磁场相互垂直，而且两者又垂直于传播方向，这些由此可见，电场与磁场相互垂直，而且两者又垂直于传播方向，这些关系反映了均匀平面波为关系反映了均匀平面波为 TEM 波的性质。波的性质。 根据上面结果，复能流密度矢量根据上面结果，复能流密度矢量Sc 的实部为的实部为 )Re()Re(*cHES)Re(1*EkE)()Re(1*EkEkEEs2020c1)Re(ekSEkEs20eE考虑到考虑到 ，得，得 0 ,20*kEEEEHE第2页/共43页例例 已知某真空区域中的平面波为已知某真空区域中的

3、平面波为TEM波，其电场强度为波，其电场强度为zyxzyyxE6 . 0)8 . 06 . 0(3 . 2 j0ee )5 j2(eeeE试求：试求： 是否是均匀平面波？是否是均匀平面波？ 平面波的频率及波长；平面波的频率及波长； 电场强度的电场强度的 y 分量分量 ； 平面波的极化特性。平面波的极化特性。0yE式中式中 为常数。为常数。0yE解解 给定的电场强度可改写为给定的电场强度可改写为 )6 . 0 j8 . 06 . 0(3 . 2 j0e )5 j2(zyxzyyxEeeeE可见，平面波的传播方向位于可见，平面波的传播方向位于 xy 平面内，因此波面平行于平面内，因此波面平行于 z

4、 轴。由轴。由于场强振幅与于场强振幅与 z 有关，因此，它是一种有关，因此，它是一种非均匀非均匀平面波。平面波。 第3页/共43页xyzk波面波面3 . 28 . 06 . 03 . 222km73. 22kMHz110cvf根据上式可以求得传播常数、波长、频率分别为根据上式可以求得传播常数、波长、频率分别为 zyxzyyxE6 . 0)8 . 06 . 0(3 . 2 j0ee )5 j2(eeeE因为因为 ，求得，求得 0 Ek75. 00yE因电场强度的因电场强度的 x 分量与分量与 y 分量构成分量构成线线极化极化波，它与相位不同且振幅不等的波，它与相位不同且振幅不等的 z 分量合成后

5、形成分量合成后形成椭圆极化椭圆极化波。由于波。由于分量分量 比比 Ez 分量的相位滞后，分量的相位滞后，因此合成矢量形成的椭圆极化波是因此合成矢量形成的椭圆极化波是右右旋旋的，如左图示。的，如左图示。 )(yxEE (Ex + Ey)(Ex+Ey +Ez)Ez第4页/共43页8. 理想介质边界上平面波的斜投射理想介质边界上平面波的斜投射 当平面波向平面边界上当平面波向平面边界上斜投射斜投射时，通常透射波的方向发生偏折，因时，通常透射波的方向发生偏折，因此，这种透射波称为此，这种透射波称为折射波折射波。入射线，反射线及折射线与边界面法线之。入射线，反射线及折射线与边界面法线之间的夹角分别称为间的

6、夹角分别称为入射角入射角，反射角反射角及及折射角折射角。入射线，反射线及折射线。入射线，反射线及折射线和边界面法线构成的平面分别称为和边界面法线构成的平面分别称为入射面入射面，反射面反射面和和折射面折射面，如下图示。，如下图示。 it1 12 2xz折射波折射波反射波反射波法线法线yr入射波入射波第5页/共43页 可以证明，可以证明，入射线，反射线及折射线位于同一平面；入射线，反射线及折射线位于同一平面； 入射角入射角 i 等于反射角等于反射角 r ； 折射角折射角 t 与入射角与入射角 i 的关系为的关系为12tisinsinkk式中式中 ， 。上述三条结论总称为。上述三条结论总称为斯耐尔定

7、律斯耐尔定律。111k222k设入射面位于设入射面位于 xz 平面内，则入射波的电场强度可以表示为平面内，则入射波的电场强度可以表示为)coscos(ji0iii1ezxk EE)coscoscos(jr0rrrr1ezyxk EE)coscoscos(jt0tttt2ezyxk EE若反射波及折射波分别为若反射波及折射波分别为 第6页/共43页由于边界由于边界上上 (z = 0) 电场切向分量必须连续，得电场切向分量必须连续，得 t)coscos(jr0cosji0eerr1i1yxkxk EEtcoscos(jt0ett2yxk E上述等式对于任意上述等式对于任意 x 及及 y 变量均应成

8、立，因此各项指数中对应的系数变量均应成立，因此各项指数中对应的系数应该相等，即应该相等，即t2r1coscos0kkt2r1i1coscoscoskkk由第一式得知，由第一式得知， ，即，即 0coscostr2tr这就表明，反射线和折射线均位于这就表明，反射线和折射线均位于 xz 平面。平面。第7页/共43页ri12tisinsinkk 斯耐尔定律描述的电磁波反射和折射规律获得广泛应用。正如前斯耐尔定律描述的电磁波反射和折射规律获得广泛应用。正如前言中介绍，美军言中介绍，美军 B2 及及 F117 等隐形飞机的底部均为平板形状，致使目等隐形飞机的底部均为平板形状，致使目标的反射波被反射到前方

9、，单站雷达无法收到回波，从而达到隐形目标的反射波被反射到前方，单站雷达无法收到回波，从而达到隐形目的。的。 关系式关系式 表明反射波及折射波的相表明反射波及折射波的相位沿边界的变化始终与入射波保持一致，因此，该式又称为位沿边界的变化始终与入射波保持一致，因此，该式又称为相位匹配相位匹配条件条件。 t2r1i1coscoscoskkk考虑到考虑到 ， , , ,由上述第二式获得由上述第二式获得ii2tt2rr2第8页/共43页隐形轰炸机隐形轰炸机B2 i rri第9页/共43页隐形轰炸机隐形轰炸机F117第10页/共43页 斜投射时的反射系数及透射系数与平面波的斜投射时的反射系数及透射系数与平面

10、波的极化特性极化特性有关。我们有关。我们定义，电场方向与定义，电场方向与入射面平行入射面平行的平面波称为的平面波称为平行极化波平行极化波，电场方向与，电场方向与入射面入射面垂直垂直的平面波称为的平面波称为垂直极化波垂直极化波，如下图示。，如下图示。 当然，平行极化波入射后，由于反射波和折射波的传播当然，平行极化波入射后，由于反射波和折射波的传播方向偏转方向偏转，因此其因此其极化方向极化方向也随之偏转，但是仍然是平行极化波。也随之偏转，但是仍然是平行极化波。反射波及折射波与入射波的极化特性相同。反射波及折射波与入射波的极化特性相同。irt1 12 2E iE tE rH iH rH tzxO平行

11、极化平行极化irt1 12 2E iE tE rH iH rH tzxO垂直极化垂直极化第11页/共43页反射系数与透射系数反射系数与透射系数 r1i1sinjrr0sinjii0ecosecosxkxkEEt2sinjtt0ecosxkE 对于对于平行极化平行极化波，根据边界上波，根据边界上电场切向分量电场切向分量必须连续的边界条件，必须连续的边界条件，得得 考虑到前述相位匹配条件，上述等式变为考虑到前述相位匹配条件，上述等式变为 tt0rr0ii0coscoscosEEE再根据边界上磁场切向分量必须连续的边界条件，类似可得再根据边界上磁场切向分量必须连续的边界条件，类似可得2t01r01i

12、0ZEZEZE那么，根据前述那么，根据前述边界上边界上反射系数及透射系数的定义，由上述结果求得平反射系数及透射系数的定义，由上述结果求得平行极化波投射时的反射系数行极化波投射时的反射系数 及透射系数及透射系数 分别为分别为 /R/T第12页/共43页t2i1t2i1/coscoscoscosZZZZRt2i1i2/coscoscos2ZZZT 对于垂直极化波，可求出反射系数对于垂直极化波，可求出反射系数 及透射系数及透射系数 分别为分别为 RTt1i2t1i2coscoscoscosZZZZRt1i2i2coscoscos2ZZZT当入射角当入射角 时，上述情况变为时，上述情况变为正投射正投射

13、，那么，那么， 。0iRR/为什么此时两种极化波的反射系数恰好为什么此时两种极化波的反射系数恰好等值异号等值异号？第13页/共43页 此外，当入射角此外，当入射角 时，这种情况称为时，这种情况称为斜滑投射斜滑投射。2i 此时，无论此时，无论何种极化何种极化以及以及何种媒质何种媒质，反射系数，反射系数 ，透射系数透射系数 。这就表明，入射波全被反射，且反射波同入。这就表明，入射波全被反射，且反射波同入射波射波大小相等大小相等，但，但相位相反相位相反。1/RR0/TT 这种现象也是地面雷达存在这种现象也是地面雷达存在低空盲区低空盲区的原因，导致的原因，导致地面地面雷达无法雷达无法发现发现低空低空目

14、标。目标。 当我们当我们十分倾斜十分倾斜观察任何物体表面时，物体表面显得比较观察任何物体表面时，物体表面显得比较明亮明亮。 也就是说，向任何边界上斜滑投射时，也就是说，向任何边界上斜滑投射时，各种极化各种极化特性平面波的反特性平面波的反射系数均为（射系数均为（-1-1）。）。第14页/共43页9. 9. 无反射与全反射无反射与全反射 考虑到大多数实际媒质的磁导率相同，即考虑到大多数实际媒质的磁导率相同，即 ，则，则 21 sin)/(cos)/(sin)/(cos)/(i212i12i212i12/Ri212i12i12/sin)/(cos)/(cos)/(2T sin)/(cossin)/(

15、cosi212ii212iRi212iisin)/(coscos2T第15页/共43页i212i12sincosisin12由此可见，若入射角由此可见，若入射角 满足下列关系满足下列关系i已知平行极化波的反射系数为已知平行极化波的反射系数为 sin)/(cos)/(sin)/(cos)/(i212i12i212i12/R则反射系数则反射系数 。这表明反射波消失，因此称为。这表明反射波消失，因此称为无反射无反射。 0/R 发生无反射时的入射角称为发生无反射时的入射角称为布鲁斯特角布鲁斯特角，以，以B 表示。那么，由上表示。那么，由上式可得式可得212Barcsini12sin第16页/共43页垂

16、直极化波的反射系数为垂直极化波的反射系数为 sin)/(cossin)/(cosi212ii212iR由此可见，只有当时由此可见，只有当时 ，反射系数，反射系数 。因此，。因此，垂直极化波不可垂直极化波不可能发生无反射能发生无反射。 210R 任意极化的平面波总可以分解为一个平行极化波与一个垂直极化波任意极化的平面波总可以分解为一个平行极化波与一个垂直极化波之和。之和。 当一个无固定极化方向的光波，若以布鲁斯特角向边界斜投射时，当一个无固定极化方向的光波，若以布鲁斯特角向边界斜投射时，由于平行极化波不会被反射，因此，反射波中只剩下垂直极化波。可由于平行极化波不会被反射，因此，反射波中只剩下垂直

17、极化波。可见，采用这种方法即可获得具有一定极化特性的见，采用这种方法即可获得具有一定极化特性的偏振光偏振光。 第17页/共43页已知两种极化平面波的反射系数分别为已知两种极化平面波的反射系数分别为 sin)/(cos)/(sin)/(cos)/(i212i12i212i12/R sin)/(cossin)/(cosi212ii212iR由此可见，若入射角由此可见，若入射角 i 满足满足12i2sin则无论何种极化，则无论何种极化， 。这种现象称为。这种现象称为全反射全反射。1/RR 根据斯耐尔定律根据斯耐尔定律 ，可见当入射角满足上式时，折射角已，可见当入射角满足上式时，折射角已增至增至 。因

18、此，当入射角大于发生全反射的角度时，全反射现象继续。因此，当入射角大于发生全反射的角度时，全反射现象继续存在。存在。12tisinsin2第18页/共43页开始发生全反射时的入射角称为开始发生全反射时的入射角称为临界角临界角，以，以 c 表示，由上式求得表示，由上式求得12carcsin由此可见，因函数由此可见，因函数 ，故只有当，故只有当 时才可能发生全反射现象。时才可能发生全反射现象。也就是说，也就是说，只有当平面波由介电常数较大的只有当平面波由介电常数较大的光密光密媒质进入介质常数较小媒质进入介质常数较小的的光疏光疏媒质时，才可能发生全反射现象媒质时，才可能发生全反射现象。 1sinc2

19、1 发生全反射时的折射波特性。发生全反射时的折射波特性。已知折射波可以表示为已知折射波可以表示为)cossin(jt0ttt2ezxkEExzc1sin)/(sin/jt0ti2212i212eezkxkEE求得求得第19页/共43页表面波表面波1sin)/(sin/jt0ti2212i212eezkxkEE已知折射波为已知折射波为由上式可见，比值由上式可见，比值 愈大或入射角愈大，振幅沿正愈大或入射角愈大，振幅沿正 Z 方向衰减愈快。方向衰减愈快。21 由于光导纤维的介质外层表面存在表面波，因此，必须加装金属由于光导纤维的介质外层表面存在表面波，因此，必须加装金属外壳给予电磁屏蔽，这就形成光

20、缆外壳给予电磁屏蔽，这就形成光缆。 有一种光导纤维即是由两种介电常数有一种光导纤维即是由两种介电常数不同的介质层形成的，其内部芯线的介电不同的介质层形成的，其内部芯线的介电常数常数大于大于外层介电常数。当光束以外层介电常数。当光束以大于大于临临界角的入射角度自芯线内部向边界投射时，界角的入射角度自芯线内部向边界投射时，即可发生即可发生全反射全反射，光波局限在芯线内部传，光波局限在芯线内部传播，这就是光导纤维的播，这就是光导纤维的导波导波原理。原理。 221第20页/共43页 应注意，上述全部结论均在应注意，上述全部结论均在 的前提下成立。的前提下成立。21当当 ， 时，只有时，只有垂直垂直极化

21、波才会发生无反射现象。极化波才会发生无反射现象。2121当当 ， 时，两种极化波时，两种极化波均均会发生无反射现象。会发生无反射现象。2121例例 设设 区域中理想介质参数为区域中理想介质参数为 ； 区域中理想介质区域中理想介质的参数为的参数为 。若入射波的电场强度为。若入射波的电场强度为0z , 41r1r10 z1 , 9r2r2)3(6 je )3(zyzyxeeeE试求：试求： 平面波的频率；平面波的频率； 反射角与折射角；反射角与折射角； 反射波与折射波。反射波与折射波。 第21页/共43页yirt1 12 2zxiEi/Er/Et/ErEtE解解 入射波可以分解为垂直极化入射波可以

22、分解为垂直极化波与平行极化波两部分之和，即波与平行极化波两部分之和，即 ii/iEEE)3(6 ji/)3(6 jie )3(ezyzyzyxeeEeE其中其中)3(6)cossin(ii1zyzyk已知已知 121kMHz287211kfrii60 23sin求得求得第22页/共43页由由 ，求得，求得23sinsin12tikk18 ,3 .3531sin2ttk580. 0sin)/(coscos2i212iiT0425. 0sin)/(cos)/(sin)/(cos)/(i212i12i212i12/R638. 0sin)/(cos)/(cos)/(2i212i12i12/T420.

23、0sin)/(cossin)/(cosi212ii212iR那么那么第23页/共43页)3(6 jr/)3(6 jre )3(0425. 0e420. 0zyzyzyxeeEeE因此，反射波的电场强度为因此，反射波的电场强度为 ，其中，其中r/rrEEE32318jt/32318jte3438638. 0e580. 0zyzyzyxeeEeE折射波的电场强度为折射波的电场强度为 ，其中，其中 t/ttEEE 注意，上述计算中应特别注意反射波及折射波的注意，上述计算中应特别注意反射波及折射波的传播方向传播方向及其及其极极化方向化方向的变化情况。的变化情况。 第24页/共43页10. 导电媒质表面

24、上平面波的斜投射导电媒质表面上平面波的斜投射 设第一种媒质为设第一种媒质为理想介质理想介质，第二种媒质为，第二种媒质为导电媒质导电媒质，即，即 0 , 021对于第二媒质可引入对于第二媒质可引入等效介电常数等效介电常数。即令。即令e222j则第二媒质的波阻抗为则第二媒质的波阻抗为222c2jZ因因 Zc2 为复数，此时反射系数及透射系数均为为复数，此时反射系数及透射系数均为复复数，数，无反射无反射及及全反射全反射现现象将不会发生。象将不会发生。值得详细讨论的是在这种情况下，导电媒质中的值得详细讨论的是在这种情况下，导电媒质中的折射波折射波的传播特性。的传播特性。 第25页/共43页 如下图所示

25、，导电媒质中折射波的等幅面与波面是不一致的，因此，如下图所示，导电媒质中折射波的等幅面与波面是不一致的，因此，折射波是一种折射波是一种非均匀非均匀平面波。平面波。 21i2tisinsinsink此时，斯耐尔折射定律修正为此时，斯耐尔折射定律修正为 0sinsini1tk22若若 ，求得，求得0t即折射角即折射角 当平面波由空气向海面投射时，若对于当平面波由空气向海面投射时，若对于给定的给定的频率，海水可当作频率，海水可当作良良导体导体，那么，无论入射角如何，进入海水中的折射波几乎全部，那么，无论入射角如何，进入海水中的折射波几乎全部垂直向下垂直向下传播。传播。 因此，位于海水中的潜艇接收天线

26、的最强接收方向应指向上方。因此，位于海水中的潜艇接收天线的最强接收方向应指向上方。ir 1 1 2 2 2zx等幅面等幅面波面波 面等幅面t第26页/共43页假定第一种媒质为假定第一种媒质为理想理想介质，第二种媒质为介质，第二种媒质为理想理想导电体，即导电体，即11. 理想导体表面上平面波的斜投射理想导体表面上平面波的斜投射 21 , 01 , 1/RR那么反射系数为那么反射系数为则第二媒质的波阻抗为则第二媒质的波阻抗为0j2222cZ 此结果表明，当平面波向理想导体表面斜投射时，无论此结果表明，当平面波向理想导体表面斜投射时，无论入射角入射角如何，如何，均会发生均会发生全反射全反射。值得详细

27、分析一下值得详细分析一下上半空间上半空间理想介质中的场分布。理想介质中的场分布。? ?RR/显然，上半空间的场分布与平面波的显然，上半空间的场分布与平面波的极化特性极化特性有关。有关。第27页/共43页)cossin(jii0ii1ecoszxkxEE)cossin(jir0ii1ecoszxkE对于对于平行平行极化波，上半空间的合成电场的极化波，上半空间的合成电场的 x 分量为分量为考虑到反射系数考虑到反射系数 ， ，上式变为，上式变为1/Ri0r0EE i1sinji1ii0e )cossin(cosj2xkxzkEE同理可得合成电场的同理可得合成电场的 z 分量及合成磁场分别为分量及合成

28、磁场分别为i1sinji1ii0e )coscos(sin2xkzzkEEi1sinji11i0e )coscos(2xkyzkZEH 可见，合成波的可见，合成波的相位相位随随 x 变化，而变化，而振振幅与幅与 z 有关，合成波为向正有关，合成波为向正 x 方向传播的方向传播的非均匀非均匀平面波。平面波。第28页/共43页 由于在传播方向由于在传播方向 ( x ) 上存在电场分量上存在电场分量( z )，合成场是，合成场是非非TEM 波，这波，这种仅仅磁场强度垂直于传播方向的电磁波称为种仅仅磁场强度垂直于传播方向的电磁波称为横磁波横磁波或或 TM 波。波。Ex01 = 02 = xzi1cos

29、i1cos4由上求得由上求得 Ex 分量的振幅为分量的振幅为可见，可见， Ex 分量的振幅沿分量的振幅沿 z 轴的变化轴的变化为为正弦正弦函数，如左图示。函数，如左图示。)cos2sin(cos2i1ii0zEEx Ez 分量和分量和 Hy 分量沿分量沿 z 轴的变化轴的变化为为余弦余弦函数。函数。由图可见，在由图可见，在 z 方向上形成方向上形成驻波驻波，沿，沿 x 方向上为方向上为行波行波。 第29页/共43页合成波的复能流密度矢量为合成波的复能流密度矢量为*cHES*)(yyzzxxHEEeee*yzxyxzHEHEee)cos(cossin)(4)Re(i12i120czkZEixeS

30、)coscos()cossin(cos)(4)Im(i1i1i12i0czkzkZEzeS其实部和虚部分别为其实部和虚部分别为可见，在可见，在 x 方向上存在方向上存在单向单向的能量流动，而在的能量流动，而在 z 方向上只有电磁能量的方向上只有电磁能量的相互相互交换交换。 此外，根据上述合成场的分布特性可知，如果在此外，根据上述合成场的分布特性可知，如果在 处放置一块处放置一块无限无限大的大的理想导电平面理想导电平面，由于此处，由于此处 Ex = 0 ，这个理想导电平，这个理想导电平面不会破坏原来的场分布，这就意味着在两块相互平行的无限大理想导面不会破坏原来的场分布，这就意味着在两块相互平行的

31、无限大理想导电平面之间可以存在电平面之间可以存在 TM 波的传播。波的传播。 inzcos2/1第30页/共43页Ex01 = 02 = xz无限大无限大理想导电平面理想导电平面TM波波 EHSx第31页/共43页 对于对于垂直垂直极化波，同样可以求得上半空间合成场的各个极化波，同样可以求得上半空间合成场的各个分量分别分量分别为为 e )cossin(2 ji1sinji1i0 xkyzkEEi1sinji1i1i0e )coscos(cos2xkxzkZEHi1sinji1i1i0e )cossin(sin2 jxkzzkZEH 可见，合成场同样构成向可见，合成场同样构成向 x 方向传播的方

32、向传播的非均匀非均匀平面波。平面波。 但是但是电场电场强度强度垂直于传播方向，因此，这种合成场称为垂直于传播方向，因此，这种合成场称为横电波横电波或或TE 波。波。 由于由于Ey 及及 Hz 的振幅沿的振幅沿 z 方向按方向按正弦正弦函数分布，而函数分布，而Hx 的振幅沿的振幅沿 z 方向方向按按余弦余弦分布。因此，如果在分布。因此，如果在 处放置一块无限大的理想导处放置一块无限大的理想导电平面，由于电平面，由于 ，该导电平面不会破坏原来的场分布。，该导电平面不会破坏原来的场分布。 这就表明，这就表明， 在两块相互平行的无限大的理想导电平面之间可以传播在两块相互平行的无限大的理想导电平面之间可

33、以传播 TE 波。波。 i1cos2/nz0yE第32页/共43页 如果再放置两块理想导电平面垂直于如果再放置两块理想导电平面垂直于 y 轴，由于电场分量与该表轴，由于电场分量与该表面垂直，因此也符合边界条件。这样，在四块理想导电平板形成的矩面垂直，因此也符合边界条件。这样，在四块理想导电平板形成的矩形空心金属管中可以存在形空心金属管中可以存在 TE 波。波。 我们将会看到，矩形或圆形金属波导可以传输，而且我们将会看到，矩形或圆形金属波导可以传输，而且只能只能传输传输 TE 波或波或 TM 波，它们波，它们不可能不可能传输传输 TEM 波。波。Ey01 = 02 = yzTE波波 EHSx第3

34、3页/共43页例例 当当垂直垂直极化的平面波以极化的平面波以 i 角度由空气向无限大的理想导电平面角度由空气向无限大的理想导电平面投射时，若入射波电场振幅为投射时，若入射波电场振幅为 ，试求理想导电平面上的表面电流，试求理想导电平面上的表面电流密度及空气中的能流密度的平均值。密度及空气中的能流密度的平均值。 i0Eir 0 0 E iE rH iH rzx0解解 令理想导电平面为令理想导电平面为 z = 0 平面，平面，如左图示。那么，表面电流如左图示。那么，表面电流 Js 为为0n zxzSHeHeJ已知已知磁场的磁场的 x 分量为分量为i1sinji0i0ecos2xkySZE eJ求得求

35、得HEk i1sinji1i1i0e )coscos(cos2xkxxzkZE eH第34页/共43页能流密度的能流密度的平均值平均值 )Re()Re( *cavHESS)(Re*zxyHHE已知已知垂直垂直极化平面波的各分量分别为极化平面波的各分量分别为 e )cossin(2 ji1sinji1i0 xkyyzkEeEi1sinji1i1i0e )coscos(cos2xkxxzkZEeHi1sinji1i1i0e )cossin(sin2 jxkzzzkZEeH)cos(sinsin)(4 i12i02i0avzkZExeS求得求得第35页/共43页例例 当当右旋圆右旋圆极化平面波以入射

36、角极化平面波以入射角60自媒质向媒质斜投射时，自媒质向媒质斜投射时，如图所示。若两种媒质的电磁参数为如图所示。若两种媒质的电磁参数为 ， 平面波平面波的频率为的频率为300MHz，试求入射波、反射波及折射波的表示式及其极化，试求入射波、反射波及折射波的表示式及其极化特性。特性。 , 11r9 2r121rrirt1 12 2 zxE tE rE iMHz300f解解m102201k60izxeee2123izxyzxEzx3j0iej23,eeeEi/E iEzxzxiEzx3j0/e3,eeEzxyiEzx3j0ej2,eE221. 0/R703. 0R407. 0/T297. 0T第36页/共43页zxyzxEzxzxzx3j0rr/rej2703. 03221. 0 ,eeeEEEzxyzxEzxzxzx33333j0tt/tej2297. 033333407. 0 ,eeeEEE显然，反射波为显然，反射波为椭圆椭圆极化波，且是极化波，且是左旋左旋的。的。 显然，折射波为显然，折射波为右旋椭圆右旋椭圆极化波。极化波。 irt1 12 2 zxE tE rE ir/E rEt/E tEi/E iE第37页/共43页12. 等离子体中的平面波