电磁场与电磁波复习课件

电磁场与电磁波

复习电磁场与电磁波

第二章静电场一、静电场的基本方程物质方程二、泊松方程与拉普拉斯方程泊松方程拉普拉斯方程第二章静电场一、静电场的基本方程物质方程二、泊松方程与拉普三、分界面的边界条件四、电场能量分界面上电场矢量的折射关系三、分界面的边界条件四、电场能量分界面上电场矢量的折射关系第三章恒定电流与恒定电场一、恒定电场的基本方程1.电流连续性方程2.恒定电场的基本方程第三章恒定电流与恒定电场一、恒定电场的基本方程1.电流连续3.恒定电场的边界条件分界面上电流矢量的折射关系3.恒定电场的边界条件分界面上电流矢量的折射关系第四章恒定电流的磁场一、恒定磁场的基本方程物质方程二、恒定磁场的边界条件第四章恒定电流的磁场一、恒定磁场的基本方程物质方程二、恒定磁场矢量经过分界面时的折射关系三、磁场能量磁场矢量经过分界面时的折射关系三、磁场能量第五章时变电磁场一、麦克斯韦方程组的基本形式1.积分形式全电流安培环路定理电磁感应定律磁通连续性原理高斯定理第五章时变电磁场一、麦克斯韦方程组的基本形式1.积分形式全2.微分形式2.微分形式二、物质方程三、电磁场的边界条件1.边界条件的一般形式n从2指向1二、物质方程三、电磁场的边界条件1.边界条件的一般形式n从2.边界条件的特殊形式理想介质与理想导体分界面理想介质与理想介质分界面2.边界条件的特殊形式理想介质与理想导体分界面理想介质与理四、电磁场能量与能流2.坡应廷矢量瞬时值1.电磁能量密度瞬时值坡印廷矢量（电磁能流密度矢量）四、电磁场能量与能流2.坡应廷矢量瞬时值1.电磁能量密度瞬时五、复矢量的麦克斯韦方程对无源场五、复矢量的麦克斯韦方程对无源场六、亥姆霍兹方程无源理想介质中的齐次波动方程六、亥姆霍兹方程无源理想介质中的齐次波动方程七、时谐场的位函数达朗贝尔方程洛伦兹规范七、时谐场的位函数达朗贝尔方程洛伦兹规范2.坡应廷矢量的时间平均值八、平均能量密度和平均能流密度矢量

1.平均能量密度用复矢量表示平均值2.坡应廷矢量的时间平均值八、平均能量密度和平均能流密度矢第六章无界空间平面波的传播一、理想介质中的均匀平面波1.波动方程2.波动方程的解沿任意方向传播的均匀平面波沿+z方向传播的均匀平面波第六章无界空间平面波的传播一、理想介质中的均匀平面波3.传播特性参数本征阻抗

3.传播特性参数本征阻抗波长λ

相速度

平均能流密度波长λ相速度平均能流密度三、有耗介质和良导体中的平面电磁波有耗介质中的平面电磁波复本征阻抗复波数

三、有耗介质和良导体中的平面电磁波有耗介质中的平面电磁波复本低损耗媒质中的电磁波

低损耗媒质中的电磁波良导体中的电磁波

良导体中的电磁波二、波的极化1.极化的概念2.极化的类型3.极化的类型的判断二、波的极化1.极化的概念2.极化的类型3.极化的类型的判1.对理想导体平面的垂直入射入射波

反射波

合成波为驻波

第七章平面电磁波的反射与透射一、均匀平面波对分界面的垂直入射1.对理想导体平面的垂直入射入射波反射波合成波为驻波第2.对理想介质分界面的垂直入射入射波

反射波

2.对理想介质分界面的垂直入射入射波反射波透射波

介质1中的合成波

透射波介质1中的合成波3.相关参数反射系数透射系数对理想导体驻波系数3.相关参数反射系数透射系数对理想导体驻波系数二、均匀平面波对分界面的斜入射斜入射均匀平面波的一般表达式入射波反射波透射波二、均匀平面波对分界面的斜入射斜入射均匀平面波的一般表达式入1.垂直极化波对理想介质表面的斜入射入射波反射波透射波1.垂直极化波对理想介质表面的斜入射入射波反射波透射波相位匹配条件菲涅尔公式相位匹配条件菲涅尔公式2.平行极化波对全纯介质表面的斜入射入射波反射波透射波2.平行极化波对全纯介质表面的斜入射入射波反射波透射波3.全反射和临界角4.全透射和布儒斯特角垂直极化时不存在全透射平行极化时3.全反射和临界角4.全透射和布儒斯特角垂直极化时不存在全透1.传输线的分析方法路的方法2.传输线的方程及解第九章传输线1.传输线的分析方法路的方法2.传输线的方程及解第九章3.传播特性参数特征阻抗传播常数相速度波长3.传播特性参数特征阻抗传播常数相速度波长4.工作参数无损耗线的输入阻抗输入阻抗几种特殊情况下的输入阻抗（1）匹配（2）终端短路（3）终端开路（4）四分之一波长线的输入阻抗—阻抗变换（5）二分之一线波长的输入阻抗—还原性

4.工作参数无损耗线的输入阻抗输入阻抗几种特殊情况下的输传输线的反射系数(负载阻抗等于特性阻抗）(终端短路线）(终端开路线）(终端负载为纯电抗）传输线的反射系数(负载阻抗等于特性阻抗）(终端短路线）(终驻波系数——行波状态——驻波状态——行驻波状态驻波系数——行波状态——驻波状态——行驻波状态5.传输线的行驻波工作状态电压波节点（电流波腹点）为电压波腹点（电流波节点）为电压、电流幅值：

5.传输线的行驻波工作状态电压波节点（电流波腹点）为电压波第十章电磁波在波导中的传播一、行波的类型TEMTMTE二、导行电磁波的分析方法纵向场法第十章电磁波在波导中的传播一、行波的类型TEMT三、导行电磁波的传播条件及特性对于TEN波不存在截止条件对于TM,TE波存在截止条件：对于矩形波导TM,TE波的截止参数：

截止波数：

截止频率：

截止波长：

三、导行电磁波的传播条件及特性对于TEN波不存在截止条件对于相位常数波导波长相速度TM,TE波的传播特性参数：

群速度波阻抗相位常数波导波长相速度TM,TE波的传播特性参数：群速度波四、矩形波导中的主模当时，矩形波导中的主模为TE10模主模的特征量

四、矩形波导中的主模当时，矩形波导中的第十一章电磁波的辐射与接收一、矢量位和标量位矢量位标量位第十一章电磁波的辐射与接收一、矢量位和标量位矢量位二、电基本振子的辐射远区场远区辐射场的特点辐射功率二、电基本振子的辐射远区场远区辐射场的特点辐射功率三、天线的基本参数1.方向性函数与辐射方向图波束宽度2.方向性系数天线的功率方向图因子振幅方向性因子三、天线的基本参数1.方向性函数与辐射方向图波束宽度2.3.辐射电阻Rr4.天线效率和增益系数3.辐射电阻Rr4.天线效率和增益系数四、对称天线1.对称振子天线的辐射场辐射功率辐射电阻对称振子的功率方向图因子为四、对称天线1.对称振子天线的辐射场辐射功率辐射电阻对称振子半波天线2.常用结论电偶极子五、阵列天线二元阵的方向性函数为方向性乘积定理：

由相同或相似阵元构成的天线阵，其振幅方向性因子为阵元振幅方向性因子与天线阵φ方向因子的乘积。半波天线2.常用结论电偶极子五、阵列天线二元阵的方向性函数为电磁场与电磁波

复习电磁场与电磁波

第二章静电场一、静电场的基本方程物质方程二、泊松方程与拉普拉斯方程泊松方程拉普拉斯方程第二章静电场一、静电场的基本方程物质方程二、泊松方程与拉普三、分界面的边界条件四、电场能量分界面上电场矢量的折射关系三、分界面的边界条件四、电场能量分界面上电场矢量的折射关系第三章恒定电流与恒定电场一、恒定电场的基本方程1.电流连续性方程2.恒定电场的基本方程第三章恒定电流与恒定电场一、恒定电场的基本方程1.电流连续3.恒定电场的边界条件分界面上电流矢量的折射关系3.恒定电场的边界条件分界面上电流矢量的折射关系第四章恒定电流的磁场一、恒定磁场的基本方程物质方程二、恒定磁场的边界条件第四章恒定电流的磁场一、恒定磁场的基本方程物质方程二、恒定磁场矢量经过分界面时的折射关系三、磁场能量磁场矢量经过分界面时的折射关系三、磁场能量第五章时变电磁场一、麦克斯韦方程组的基本形式1.积分形式全电流安培环路定理电磁感应定律磁通连续性原理高斯定理第五章时变电磁场一、麦克斯韦方程组的基本形式1.积分形式全2.微分形式2.微分形式二、物质方程三、电磁场的边界条件1.边界条件的一般形式n从2指向1二、物质方程三、电磁场的边界条件1.边界条件的一般形式n从2.边界条件的特殊形式理想介质与理想导体分界面理想介质与理想介质分界面2.边界条件的特殊形式理想介质与理想导体分界面理想介质与理四、电磁场能量与能流2.坡应廷矢量瞬时值1.电磁能量密度瞬时值坡印廷矢量（电磁能流密度矢量）四、电磁场能量与能流2.坡应廷矢量瞬时值1.电磁能量密度瞬时五、复矢量的麦克斯韦方程对无源场五、复矢量的麦克斯韦方程对无源场六、亥姆霍兹方程无源理想介质中的齐次波动方程六、亥姆霍兹方程无源理想介质中的齐次波动方程七、时谐场的位函数达朗贝尔方程洛伦兹规范七、时谐场的位函数达朗贝尔方程洛伦兹规范2.坡应廷矢量的时间平均值八、平均能量密度和平均能流密度矢量

1.平均能量密度用复矢量表示平均值2.坡应廷矢量的时间平均值八、平均能量密度和平均能流密度矢第六章无界空间平面波的传播一、理想介质中的均匀平面波1.波动方程2.波动方程的解沿任意方向传播的均匀平面波沿+z方向传播的均匀平面波第六章无界空间平面波的传播一、理想介质中的均匀平面波3.传播特性参数本征阻抗

3.传播特性参数本征阻抗波长λ

相速度

平均能流密度波长λ相速度平均能流密度三、有耗介质和良导体中的平面电磁波有耗介质中的平面电磁波复本征阻抗复波数

三、有耗介质和良导体中的平面电磁波有耗介质中的平面电磁波复本低损耗媒质中的电磁波

低损耗媒质中的电磁波良导体中的电磁波

良导体中的电磁波二、波的极化1.极化的概念2.极化的类型3.极化的类型的判断二、波的极化1.极化的概念2.极化的类型3.极化的类型的判1.对理想导体平面的垂直入射入射波

反射波

合成波为驻波

第七章平面电磁波的反射与透射一、均匀平面波对分界面的垂直入射1.对理想导体平面的垂直入射入射波反射波合成波为驻波第2.对理想介质分界面的垂直入射入射波

反射波

2.对理想介质分界面的垂直入射入射波反射波透射波

介质1中的合成波

透射波介质1中的合成波3.相关参数反射系数透射系数对理想导体驻波系数3.相关参数反射系数透射系数对理想导体驻波系数二、均匀平面波对分界面的斜入射斜入射均匀平面波的一般表达式入射波反射波透射波二、均匀平面波对分界面的斜入射斜入射均匀平面波的一般表达式入1.垂直极化波对理想介质表面的斜入射入射波反射波透射波1.垂直极化波对理想介质表面的斜入射入射波反射波透射波相位匹配条件菲涅尔公式相位匹配条件菲涅尔公式2.平行极化波对全纯介质表面的斜入射入射波反射波透射波2.平行极化波对全纯介质表面的斜入射入射波反射波透射波3.全反射和临界角4.全透射和布儒斯特角垂直极化时不存在全透射平行极化时3.全反射和临界角4.全透射和布儒斯特角垂直极化时不存在全透1.传输线的分析方法路的方法2.传输线的方程及解第九章传输线1.传输线的分析方法路的方法2.传输线的方程及解第九章3.传播特性参数特征阻抗传播常数相速度波长3.传播特性参数特征阻抗传播常数相速度波长4.工作参数无损耗线的输入阻抗输入阻抗几种特殊情况下的输入阻抗（1）匹配（2）终端短路（3）终端开路（4）四分之一波长线的输入阻抗—阻抗变换（5）二分之一线波长的输入阻抗—还原性

4.工作参数无损耗线的输入阻抗输入阻抗几种特殊情况下的输传输线的反射系数(负载阻抗等于特性阻抗）(终端短路线）(终端开路线）(终端负载为纯电抗）传输线的反射系数(负载阻抗等于特性阻抗）(终端短路线）(终驻波系数——行波状态——驻波状态——行驻波状态驻波系数——行波状态——驻波状态——行驻波状态5.传输线的行驻波工作状态电压波节点（电流波腹点）为电压波腹点（电流波节点）为电压、电流幅值：

5.传输线的行驻波工作状态电压波节点（电流波腹点）为电压波第十章电磁波在波导中的传播一、行波的类型TEMTMTE二、导行电磁波的分析方法纵向场法第十章电磁波在波导中的传播一、行波的类型TEMT三、导行电磁波的传播条件及特性对于TEN波不存在截止条件对于TM,TE波存在截止条件：对于矩形波导TM,TE波的截止参数：

截止波数：

截止频率：