西安电子科技大学：《电波传播概论》课程教学资源（PPT课件讲稿）第一部分 电磁波理论基础 Fundamental of Electromagnetic Waves Propagation（主讲：李仁先）

、边界条件 在界面处,场不连续,微公」界面处∮D=∑q 电荷面 D-D 边界条件): 2n 0表面 B= B 2n 法向边界条件 25 E1,=E2 D. B 1,H1 H 0表面Xn 切向边界条件 2 aB aB Edl t)平均值 物理与光电程字电胺传研究 16

物理与光电工程学院电波传播研究所 西安电子科技大学 电波传播概论 16 三、边界条件 法向边界条件 1 2 n 1 1 D B, 2 2 D B, s 在界面处，场不连续，微分关系不能用了， 要代之以界面关系（也称边界条件）： 1 1  ,2 2  , D D 1 2 n n  0 − = 表面 B B 1 2 n n = 1 2 t 1 1 E H, 2 2 E H, l 1 1  ,2 2  , E E 1 2 t t = 1 2 ( 0 )ˆ ˆ H H J n t t t − =   表面 0  表面 界面处自由 电荷面密度 0 J 表面 界面处传导 电流密度 切向边界条件 n S i · i ∮D Sd q =  l S ·d d S · t t    = − = −         B B E l S 平均值 ∮

Xidian University 如果是理想介质P=0,J=0 0表面 B=B D,=d B,=B n In E1,=E E=E H=H.H H 2t 2t 0表面Xn 电磁波在介质中传播时,场和介质会相互影响,描 述场和介质关系的方程称为结构方程 J=aE各向同性:体和是标量 D=CE 各向异性:和是张量 色散介质:和与频率有关 B=uH 非色散:和E与频率无关 物理与光电工程学院电波传播研究所 17

物理与光电工程学院电波传播研究所 西安电子科技大学 电波传播概论 17 如果是理想介质 0, 0 s s  = = J 1 2 1 2 1 2 1 2 n n n n t t t t D D B B E E H H = = = = 电磁波在介质中传播时，场和介质会相互影响，描 述场和介质关系的方程称为结构方程     =   =   = J E D E B H 各向同性：和是标量 各向异性：和是张量 色散介质：和与频率有关 非 色 散：和与频率无关 如果是理想 导体表面呢？ ( ) 1 2 0 1 2 1 2 1 2 0 ˆ ˆ n n n n t t t t D D B B E E H H J n t − = = = − =   表面 表面

Xidian University 四、波动方程 麦克斯韦方程组反映了四个场矢量之间的联系, 要求解这些场矢量,必须找到每个场矢量所满足 的方程。 理论上只要求出E和H,就可以由结构方程求出D 和B。 物理与光电工程学院电波传播研究所

物理与光电工程学院电波传播研究所 西安电子科技大学 电波传播概论 18 四、波动方程 麦克斯韦方程组反映了四个场矢量之间的联系， 要求解这些场矢量，必须找到每个场矢量所满足 的方程。 理论上只要求出E和H，就可以由结构方程求出D 和B

Xidian University 假设: 1.介质:无耗、均匀、各向 同性、无源空间 VE=0 0.J=0 V×E=-jio1H 2.时谐场:场量B、D、E、 H都是空间和时间函数 V×H=joE E(,y, i, t)=E(x,y,ze VH=O H(x,y, z, t)=H(x, y, z)e D(x, y, 2, t)=D(,y, z) leor D=E JO B(x,y, 2, 6)=B(x, y, z)e B=uh 物理与光电工程学院电波传播研究所

物理与光电工程学院电波传播研究所 西安电子科技大学 电波传播概论 19 · · 0 t t =     = −     = +    = J D B E D H B ( , , , ) ( , , ) ( , , , ) ( , , ) ( , , , ) ( , , ) ( , , , ) ( , , ) j t j t j t j t x y z t x y z e x y z t x y z e x y z t x y z e x y z t x y z e     = = = = E E H H D D B B 假设： 1. 介质：无耗、均匀、各向 同性、无源空间 2. 时谐场：场量B、D、E、 H都是空间和时间函数  = = 0, 0 J · 0 · 0 t t =    = −     =    = D B E D H B j t   =  · 0 · 0 j j    =   = −   =  = E E H H E H    =   = D E B H

Xidian University V·E=0 V×E=-jolH V×E=-iOH V×(V×E)=-j04(V×H) VXH=JOSE V×(V×A)=V(VA)V2A V.H=0 VXH=joCE V(VOE)VE=-jou(Vx H)=-jou(josE)=OuSE V·E=0 VE+OusE=0 VH+OucH=0 物理与光电工程学院电波传播研究所

物理与光电工程学院电波传播研究所 西安电子科技大学 电波传播概论 20 · 0 · 0 j j    =  = −  =  = E E H H E H   = − E H j     = −   ( ) ( ) E H j ( ) 2     =   • −  ( ) A A A   = H E j ( ) 2 2  −  = −   = −  •E E H E j j j      ( ) ( ) = E ·E = 0 2 2  + = E E   0 2 2  + = H H   0