μA波阻抗oC(1-00k=0 ue(1- j) =0/u(1-)传播常数)=β-ja2000(注意:相位比幅度敏感,故传播常数近似的精度比阻抗近似精度高一阶)β=ous这样有1_10zα~-022V6这是用纯数学方法导出的衰减常数近似式。10我们也可以用物理方法导出弱损耗媒质电磁波的衰减常数的近似式(参考教科书163页)。这种物理方法更具有普遍性,是计算弱损耗媒质电磁波的衰减常数的代表性方法。11良导体,传导电流大大大于位移电流,0>>08ouououAuZ=波阻抗= R+ jX2+jC2gaga12gs(1-j1000良导体阻抗呈感性。传播常数ouaou2k=o/ue(1-j-) = /us(-j)=Vouce=β-jα22000Souaβ=α:212趋肤效应和趋肤深度在良导体中,由于传导电流存在,电磁波的能量转换为热能。也就是电磁波有传播损耗。电ouo磁波由良导体衰减常数α=可知,电磁波频率越高,电磁波在良导体中的衰减常数V2就越大,这样高频电磁波只能存在于导体表面附近的一个薄层内,高频电流(j=E)也主要分布在这个薄层。这就是趋肤效应,频率越高,电导率越大,趋肤效应越明显。趋肤深度定义为电磁波场强衰减到表面场强值一时电磁波所穿透的距离。即有eEe-as-Ee故α8=1即128-ouaα6
6 波阻抗 − = (1 j ) Z 传播常数 k = − j − j ) = − j 2 1 (1 ) (1 (注意:相位比幅度敏感,故传播常数近似的精度比阻抗近似精度高一阶) 这样有 Z 2 1 2 1 = 这是用纯数学方法导出的衰减常数近似式。 10 我们也可以用物理方法导出弱损耗媒质电磁波的衰减常数的近似式(参考教科书 163 页)。 这种物理方法更具有普遍性,是计算弱损耗媒质电磁波的衰减常数的代表性方法。 11 良导体,传导电流大大大于位移电流, 。 波阻抗 e j R j X j j Z j = = + = + − − = 2 2 (1 ) 4 良导体阻抗呈感性。 传播常数 k j j e j j j = − − = = − = − − 2 2 (1 ) ( ) 4 2 = = 12 趋肤效应和趋肤深度 在良导体中,由于传导电流存在,电磁波的能量转换为热能。也就是电磁波有传播损耗。电 磁波由良导体衰减常数 2 = 可知,电磁波频率越高,电磁波在良导体中的衰减常数 就越大,这样高频电磁波只能存在于导体表面附近的一个薄层内,高频电流( J E = )也 主要分布在这个薄层。这就是趋肤效应,频率越高,电导率越大,趋肤效应越明显。 趋肤深度 定义为电磁波场强衰减到表面场强值 e 1 时电磁波所穿透的距离。即有 E e Ee 1 = − 故 =1 即 1 2 = =
13表面电阻:电磁波在良导体中损耗能量的功率就等于电磁波进入良导体表面的功率。设电磁波垂直进入良导体表面,则进入良导体表面的平均功率流密度,即良导体表面单位面积所吸收的功率为元、11元、1E.H。cos(HZcos(H.RSoar=24242电磁波进入良导体后,在良导体中就有电流j=oE=a,=aoEe--jt存在(参考教科书164页图6.3.3),电磁波在良导体中损耗能量的功率可以看成x方向的电流密度在y方向单位长度的电流i.流过一个等效电阻R,所消耗的功率。(这个等效电阻R,在y方向上的宽度为1,在x方向上的长度为1,在z方向上的深度无穷大,注意,这是个等效高频电阻,电导率α不能直接用于计算R,)。IHOR=IT?I'R22i -, jd=oe-d=,Cα+jβoua因为良导体有β=α=2V可得I,=H。oug这样R=R=V20V280于是等效电阻R,可以看成在y方向上的宽度为1,在x方向上的长度为1,在z方向上的深度为,电导率为的一个电阻(参考教科书164页图6.3.4)。从上式可知高频电阻要大于低频电阻。14与趋肤效应有关的例子1)雷达(Radar)与声纳;2)潜艇水下通信:3)腔体镀金、银,镀层厚度。4)高频电阻于低频电阻的不同。$6.4电磁波的极化1电磁波极化的概念非常重要:1)使用边界条件需要;2)应用中需要。2电磁波极化的定义:空间任意一个固定点上电磁波电场强度失量的空间指向随时间变化的方式。3极化的由来:均匀平面波由于没有纵向(z向)场分量,只有两个横向场分量。这两个横向场分量有各自的相位,合成后总的场量的方向就取决于它们之间的相位差。E=ax根据极化方式的不同可大致分为三类4线极化波:E、与E同相或反相7
7 13 表面电阻: 电磁波在良导体中损耗能量的功率就等于电磁波进入良导体表面的功率。设电磁波垂直进入 良导体表面,则进入良导体表面的平均功率流密度,即良导体表面单位面积所吸收的功率为 S a v E H H Z H R 2 0 2 0 0 0 0 2 1 ) 4 cos( 2 1 ) 4 cos( 2 1 = = = 电磁波进入良导体后,在良导体中就有电流 z j z x x x J E a J a E e − − = = = 0 存在(参考教 科书 164 页图 6.3.3),电磁波在良导体中损耗能量的功率可以看成 x 方向的电流密度在 y 方 向单位长度的电流 x I 流过一个等效电阻 Rs 所消耗的功率。(这个等效电阻 Rs 在 y 方向上的 宽度为 1,在 x 方向上的长度为 1,在 z 方向上的深度无穷大,注意,这是个等效高频电阻, 电导率 不能直接用于计算 Rs )。 x Rs H R I 2 2 0 2 1 2 1 = − − + = = = 0 0 0 0 j E I J dz E e dz z j z x x 因为良导体有 2 = = 可得 H0 I x = 这样 1 2 1 2 Rs = R = = = 于是等效电阻 Rs 可以看成在 y 方向上的宽度为 1,在 x 方向上的长度为 1,在 z 方向上的深 度为 ,电导率为 的一个电阻(参考教科书 164 页图 6.3.4)。从上式可知高频电阻要大于 低频电阻。 14 与趋肤效应有关的例子 1)雷达(Radar)与声纳;2)潜艇水下通信;3)腔体镀金、银, 镀层厚度。4)高频电阻于低频电阻的不同。 § 6.4 电磁波的极化 1 电磁波极化的概念非常重要:1)使用边界条件需要;2)应用中需要。 2 电磁波极化的定义:空间任意一个固定点上电磁波电场强度矢量的空间指向随时间变化的 方式。 3 极化的由来:均匀平面波由于没有纵向( z 向)场分量,只有两个横向场分量。这两个横 向场分量有各自的相位,合成后总的场量的方向就取决于它们之间的相位差。 E ax = 根据极化方式的不同可大致分为三类 4 线极化波: Ex 与 Ey 同相或反相