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文档简介

理想介质中的均匀平面电磁波平面电磁波：等相位面为平面的电磁波。

均匀平面电磁波：等相位面是平面，E的振幅为常量、H振幅为常量的电磁波。若电磁波沿z

轴方向传播

H=H(z,t)，E=E(z,t)。

电磁波：脱离场源后在空间传播的电磁场。平面电磁波TE波EHesTM波EHes传播方向TEM波EHesTEM波：电场和磁场都与传播方向垂直TE波：仅电场与传播方向垂直TM波：仅磁场与传播方向垂直在无限大理想介质中的平面波没有电磁场的纵向分量(在传播方向上无分量),这种电磁波称为TEM波考虑向正z轴方向传播的波：写成瞬时形式为：理想介质中均匀平面波的电场和磁场传播方向电场和磁场都与传播方向垂直对于同一点，电场和磁场的相位相同均匀平面波沿着电磁波的传播方向振幅不变，相位不断滞后只有单向流动的传播能量（沿着传播方向流动）方程形式无耗媒质：γ=0,ε、μ为常数。无源：空间中无外加场源，即ρ=0，J=0。

理想介质中的波动方程

无源、无界空间中充满了理想介质，波动方程表达式：对于正弦电磁波，其复数形式为：

考虑一种简单情况，即电磁波电场指向x方向，波只沿z方向传播，则由均匀平面波的性质（等相位面平行于xoy平面，E和H在等相位面上为常量），知E只随z坐标变化，方程可简化为：通解注：式中E0+和E0-为待定系数（由边界条件确定）通解的实数表达式为：代入麦克斯韦方程▽×E=-jωμH，得到均匀平面波的磁场强度：

即：

η具有阻抗的量纲，单位为欧姆(Ω)，它的值与媒质参数有关，因此它被称为媒质的波阻抗(或本征阻抗)。真空中：第一项分别为Ex＋(z-t)

和Hy＋(z-t)=Ex＋(z-t)/沿z轴正方向传播的电磁波，称为正向行波或入射波，传播速度为E、H和传播方向相互垂直且满足右手螺旋关系，E与H幅值之比为介质的波阻抗。物理意义第二项分别为Ex－(z+t)和Hy－(z+t)=－Ex－(z+t)/沿z轴反方向传播的电磁波，称为反向行波或反射波，传播速度为-均匀平面电磁波是由正向行波和反向行波叠加组成的物理意义天线激励源确定不同介质交界面的反射状况确定在无界媒质中，若均匀平面波向+Z方向传播，且电场方向指向ex方向，则其场量的复数表达式为：其场量的实数表达式为：正弦均匀平面电磁波的等相位面方程为:

相速：正弦均匀平面电磁波等相位面的位置随时间的变化率称相速。等相位面方程两边对时间求导得：理想介质中均匀平面电磁波的电场和磁场空间分布xyz波长：空间相位kz变化2π所经过的距离称为波长。电磁波传播的相位速度仅与媒质的特性有关－由参数ε、μ决定真空中电磁波的相速为：若以λ表示波长，则：kλ=2π，所以

xyz关于波的相速的进一步说明：理想介质中均匀平面电磁波的电场和磁场空间分布波数：长为2π距离内包含的波的个数(也就是单位长度内所具有的全波数目)。周期和频率：若以T表示周期、以f表示频率。能量关系：复坡印廷矢量为坡印廷矢量的时间平均值：平均值功率密度为常数，表明电磁波的传播过程中无能量损失，为等幅波。电场能量密度和磁场能量密度的瞬

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