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文档简介

第4章重要定理和原理惟一性定边界面上nEnH结论:区域V JE,V

nE 证明:假设有两组解(E1和(E2H2)H JE1,2 m

, J

H1,2

E1,2E0E1E2H0H1H2

E0

H

,E00,H0 且nH0n

SnSn

SnSn

SS t0

t0

t00,

t0

t0

t0 2

H2)dV E2dV

(E

)dtV(2

S S(nE0)H0dS S(H0n)E0dS 2

H2)dV

E2dVdtV(2

(E2H2)dV(t=0) (E2H2)dV0 E2H2 E1E2,H1H2S(EH)dSj[(j)HHV

(j)EE]dV EEVjV[(j)HH(j)EE]dVVEE

dV(0 0

E2

2)dV

E00(0

E2

H2)dV

H0(附加条件:所有源位于有限区域内。

(E0H0)ndSn

Sn

Sn

Sn

Sn

Sn

S2k21)边界S上的给定或2)边界S上的n则区域中的是由源唯一确定2k2

u2vdV

uvdVSuSuv*Sk22

2dVV得 Im(k2)V得

S

影响边值问题转换为 镜像电流元Il

RIl

EE0 dRrIldRr E

sine0sine0

R Il在边界面z0上:0

EE0EIldRdIlrIldRdIlrREE,1R1R1kRkrkdIlrEdIlrEdxdIl

j0Ilsinejkrejkd

sinejkrejkd 故E j0Ilsincos(kdcos)edRrdRr镜像电流元IlIlIlE0

j0040

sinejkRIl

E

4R

sin

ejkR合成波电场:EE0 在边界面y=0上 eyEIlIlRdIlE0dIldRrdIlER0

π1R1R1kRk[x2(yd)2z2]1krkdsinsinkRk[x2(yd)2z2]1krkdsinsinIlRdIlRdIlE0d

j0Ilsinejkrejkdsinsin4πE

j0Il4πr

sinejkrejkdsinsin E0

02πr

sinsin(kdsinsin)e

EE0E

j0

sinsin(kdsinsin)e。E理导J。E理导J电 磁流元(电流元)

JmE

;JJmEa

a,b

V(Ja

JmHdV——源ab a,bb,EEa,Ha;Eb,SJ,JVaaSaJ,JSbbb(EH)(EH)(JEJE)(JmHJmH ) m)mmb[(J b[(J VS(EaHbEbHa)dab Ha)]dVb(J aab Ha)]dVb(J aab

HEHJmjH

EbHaEbJajEbEJm

HEHJmjH EaHbEaJbj HEEHj(HHEE)HJmE HE

HEbEa)EbJHJ

S(EaHbEbHa)dV E)(JmbaabJmH)]dVba源在体积V[(JaEbJE)

JmH)]dVSS(EaHbEbHa)dS

mm

JaE,HnSaaVE,JbbbJbS为无限大球面时,面SE0HS(EaHbEbHa)dS0SEaEb)dS 源在体积V

S(EaHbEbHa)dSV[(V[(J bba)(J mab Ha)]dVmab

S(EaHbEbHa)dS (Ea

EbHa)dSEa,HaJaJanSSEa,HaJaJanSSVVJbJbEb,H dV dV 若J J 0,则Jm dV

Jm SenEaenEb0S(EaHbEbHa)dS

EJE)(Jm JmH)]dV JS导Eb表面的电流源JS不产生辐射场。证明:设JS产生的场为EHIbl

,

SJSEbdSVJbEdVIbl在电壁上,EbJSEb0IblE0,由于IblE0。JEJE,H2J2E,nSJ1J11J2J2nE,HE,HSJm(ESV1Jn(ΗV2S n(ΗΗ (EE)mSS

J,J JE,JE,H2J2E,nSJ1J11J2J2nSJmS(EE21VJSn(Η22将区域VJJm用分界面SJ

E JSnH来替代,且将区域V1内的场设为零,则区域V2讨论:若区域V2内无源,则其中的场由分界面S JmE 和 nH nnE,HJmEnEHSSJnSH(r)1

nH(r)ejkRdS

E(r)

1

nE(r)ejkRd

E(r) H

H(r) E

SchelknoffS区域内V2的场由2Jm产生SE(r)1nE(r)ejkRdJmJmESJSnnE0HV2 H(r)

E(r)?SSH(r)1nH(r)eE(r)

JmJmESJSnnE0HV2? 的均匀平面波E=exE0e-jkz在z=0面S的等效源为JS-exE0/Z0JS

-eyE0,证明此等效源在0

EZ0H

H1kZ考虑

2Ek2E

zS考虑JS

(ˆHˆH)J

zs 2Hk2Hs

ˆE)J

z(ˆHˆH)

z

z

ˆ

ejkz zE

H

ejkz z

ejkz z

SJ S

ejkz z

ˆ

ejkz zE

H xˆE0ejkz z

0ejkz z

jkz

0ˆE0ejkz0

zE z

H z

zSS

=(2)磁壁,紧贴磁壁的电流源为JS-exE0Z0Z0为波阻

JJ

考虑

Sn(ˆH)

z

z EeEe

H

E0ey0E (ab) ln(bJmEnee

zln(b

ln(b bImSezπ db SzS

πU(b2a2

终端开路同轴

2ln(bEe

ImSk

kU(basinejkre kU(ba 4rln(bEEiES、HHiH

Ei,HES,H

nE, 散射SJ n(HSH)Jmn(ESE SiJSJ nHiJS

mnE

EiEi,HnE,散射SES,HJmnEiSJHinSE,nS散射ES,HESES,HJmESnSnE H电 nHSV2:E=H=表面:n(ESEiSS等效源:Jm nEi,JSS

nH

由式★:E=H=n(HSHi

nH

,mnE

由式EES,HnE HJmESnS磁 nHSV2JSJS

JSn

JmE

JS Hi

JmnEiSSSS

EiH为入射场(已知设定,可应用空间的

能应用空间的公式计算例:设理想导电小球的半径为a,且ai ezE0ejkxiEkEka由于a JmnEiee 0对于球面上宽度为dlad0d(I

mS)

madπa2

sin2

πa3Esin3S总等效磁流环:ImSS

d(ImS)

πsin3d00

πa3E

IljImSj4πa3

IlIlj4πa3 ESe2

Il

sine

2k2a3Esine HSeES散射总功率:PS

Re(EH)dS16πk4a6E2S J,J,JnEd,Hd,0,VSEdE0Ep,HdH0J,JJ,JeeS,000,,m ed0 med0 )nd01m)n0d1J,J

E0H0(无介质情况

H

J

jE0EdHd(有介质情况)令HpHdH0EpEdE00

E0JmjH0HdJjEd0EdJmjHJ,Jn,V0,HpHdJ,Jn,V0,0jEdj(EdEp0j()EdjEp e ed0 EpEdE0jHdjH0jHdj(HdHp)j()HdjHp me med0 n(BdBd)n[Hd(HdM)]n(HdHd)nM 0 0m

n

n(H

Hd

n(

B1

(11)n

()nH0 0

n(DdDd)n[Ed(

0n(E2E1)nPnJ,JnJ,J,,V00Sd nPn(EdEd)n( 2 1

(11)n

()nE00 0

Ap(r)Ap(r) J(r)G(r,r)dV

0 Jm(r)G( Jm(r)G(r,r)dV

(r,

pm(r)1 m(r)G(r,S 0

S 0Ep

jAp1nJnJ,J,,V00S1Hp

jApm 0Ed

E

jAp

10

HdH0pmjApm1 EieEejkxcosysin斜投射到位于yoz平

Jm

eEejk(xcosysin eeEejky xOzyjkE0dzdycosejkysinejkrxOzy jkE0dzdycosejkysinejkrysindEez

E0

cosejkrysinysinEejkE0cose

ejkysinsinejkE0cosejkr 2r

a/za/

a/ya/

ejkysinsinsinkasinsinEa2

2 e

ejkr

a SnSn2(r)k2(r)SS(rG(r,rS0

G0(r,

SSG(r,rSG(r,rS(r0

SSE(r)SE(r)G(r,rE(rS[E(rS0G(r,r0SH(r)S[H(rSG(r,r0G(r,rS(r0nnEk2EjJJHk2HjJmE(r)

[jJ(r)Jm(r)]G(r,r)dV S[jnHS(r)nES(r)nES(r)]G0(r,H(r)[

m(r)

(r J(r

]G0(r,

S[jnES(r)nHS(r)nHS(r)]G0(r,E(E(r)S[jnHS(r)nES(r)nES(r)]G0(r,H(r)S[jnES(r)nHS(r)nHS(r)]G0(r,E(r)jVJ(r)G0(r,r)dVSG0(r,r)[nE(r)]dSjSG0(r,r)[nH(r)VJ(r)G0(r,r)dVE(r)SG0(r,r)[nE(r)]dSjSG0(r,r)[nHE(r)SG0(r,r)[nE(r)]dSjSG0(r,r)[nHHH(r)jSG0(r,r)[nE(r)]dSSG0(r,r)[nH哪一种公式均要求表面S必须是封闭。如果仅对非封闭表 空间辐射电磁波。因此,在S内填充理想导电体和导磁Hj(rEj(r)H(H)(E)E(r)E(r)ejk0L(r设 H(r) (r)ejk0L(r E(r)[E(r)jkL(r)E(r)]ejk0L(r E(r)[E(r)jkL(r)E(r)]ejk0L(r LE0H0/k0(1jk0)L(E0)(1jk0)(L(H)(1jk)(H

LH0E0/k0LE0H0/k0L LH0cE00L0L

cH0 L L(LE)n2 L(LE)0

L2 n2 0(L2n2) 0L n 1Re[EH]1 H 1Re

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