第10章 电磁波在波导中的传播PPT课件
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电磁波及其传播ppt 苏科版优秀课件
电磁波及其传播
东七中学 刘艳丽
了解电磁波
麦克斯韦
赫兹
验证电磁波的存在
电磁波看不见、摸不着，怎么知 道它真实存在呢？
电磁波定义
电磁波是空间传播 的周期性变化的电 磁场．
探究电磁波的特性
声音的传播需要介质，那电磁波 的传播需要介质吗？实验一
为什么有时候手机的信号不好呢? 会在什么地方遇到？为什么?实验二
电吹风
1.开启和关闭电吹风 时尽量离头部远一点
2.使用时，最好将电 吹风与头部保持垂直
3.不要连续长时间使 用，最好间断停歇
生活的小窍门
关闭其它灯,用一支3~6W的 日光灯靠近微波炉,如果灯发 光,说明微波炉发生电磁泄漏.
用收音机同样可以来检验电 磁泄漏.
68.别让情绪左右着你的每一天。 85.要先打败任何事情得先学会打败自己。 28.没有一颗珍珠的闪光，是靠别人涂抹上去的。 10.拥有梦想只是一种智力，实现梦想才是一种能力。 70.如果可恨的挫折使你尝到苦果，朋友，奋起必将让你尝到人生的欢乐。 九、在能力与理想匹配之前，一切舒适都是绊脚石。能用汗水解决的，就别用眼泪。
75.只会幻想而不行动的人，永远也体会不到收获果实时的喜悦。 96.生活中，你可能会跟成百上千个人相遇，或是相处，表面上迎来送往，一团和气，却从未有过契合感。无论多熟悉，都觉得只是生命中的过客，在心底里，从未接纳过他们。就是说，你的身 边一直很热闹，但你始终很孤独。
76.失败时郁郁寡欢，这是懦夫的表现。 39.不从泥泞不堪的小道上迈步，就踏不上铺满鲜花的大路。 40.对自己不满是任何真正有才能的人的根本特征之一。 32.用最少的浪费面对现在。 62.招手海边鸥鸟，看我胸中云梦，蒂芥近如何？楚越等闲耳，肝胆有风波。 71.我怎么能倒下，我身后空无一人。 13.其实全世界最幸福的童话，不过是，与你一起度过柴米油盐岁月的他。
东七中学 刘艳丽
了解电磁波
麦克斯韦
赫兹
验证电磁波的存在
电磁波看不见、摸不着，怎么知 道它真实存在呢？
电磁波定义
电磁波是空间传播 的周期性变化的电 磁场．
探究电磁波的特性
声音的传播需要介质，那电磁波 的传播需要介质吗？实验一
为什么有时候手机的信号不好呢? 会在什么地方遇到？为什么?实验二
电吹风
1.开启和关闭电吹风 时尽量离头部远一点
2.使用时，最好将电 吹风与头部保持垂直
3.不要连续长时间使 用，最好间断停歇
生活的小窍门
关闭其它灯,用一支3~6W的 日光灯靠近微波炉,如果灯发 光,说明微波炉发生电磁泄漏.
用收音机同样可以来检验电 磁泄漏.
68.别让情绪左右着你的每一天。 85.要先打败任何事情得先学会打败自己。 28.没有一颗珍珠的闪光，是靠别人涂抹上去的。 10.拥有梦想只是一种智力，实现梦想才是一种能力。 70.如果可恨的挫折使你尝到苦果，朋友，奋起必将让你尝到人生的欢乐。 九、在能力与理想匹配之前，一切舒适都是绊脚石。能用汗水解决的，就别用眼泪。
75.只会幻想而不行动的人，永远也体会不到收获果实时的喜悦。 96.生活中，你可能会跟成百上千个人相遇，或是相处，表面上迎来送往，一团和气，却从未有过契合感。无论多熟悉，都觉得只是生命中的过客，在心底里，从未接纳过他们。就是说，你的身 边一直很热闹，但你始终很孤独。
76.失败时郁郁寡欢，这是懦夫的表现。 39.不从泥泞不堪的小道上迈步，就踏不上铺满鲜花的大路。 40.对自己不满是任何真正有才能的人的根本特征之一。 32.用最少的浪费面对现在。 62.招手海边鸥鸟，看我胸中云梦，蒂芥近如何？楚越等闲耳，肝胆有风波。 71.我怎么能倒下，我身后空无一人。 13.其实全世界最幸福的童话，不过是，与你一起度过柴米油盐岁月的他。
电磁波在波导中传播
电磁波在波导中的传播特点引言：电磁波在科研领域占有极其重要的地位。
同时电磁波在传播的过程中采用哪种传播线，哪种介质与电磁波的频率是紧密相联系的。
在低频范围内，应采用双线传输线，在高频范围内，为了避免辐射作用应该采用同轴线，在微波领域内，为了避免同轴线的焦耳损耗等形式的热损耗，常常采用波导进行传输。
本文将根据电磁波的传播特性，分析其在矩形波导，圆柱形波导，同轴波导中的传播特性。
关键词：电磁波；波导；矩形波导：圆柱形波导一． 导行波与波导：1.导波系统：在导波系统中的电磁波根据纵向场分量的有无，可以有以下三种波的模型：（1）横磁波(TM 波)：0,0≠=z z E H 。
(2) 横电波(TE 波)：0,0≠=z z H E 。
(3) 横电磁波(TEM 波)：0,0==z z H E 。
其中TEM 只存在于多导体系统中，而横磁波和横电波一般存在于单导体系统中。
TEM 波沿着传输方向的分量为0，所以其无法再封闭的波导中传播。
2.导行波：导行波就是大多数能量受到导行系统的边界条件约束，在有限的横街面里面沿着确定的方向传播的一种电磁波，也就是受到波导约束沿着固定方向与范围内传播的电磁波，简称导波。
其中导波的电厂和磁场分量都是x,y,z 三个方向的函数。
3.波导：所谓的波导，就是利用良导体制成的中空管状的传输线，是一种传播电磁能的工具。
常见的波导有横截面为矩形，圆形的，分别被称为矩形波导和圆柱形波导。
电磁波在波导中只能沿着管的轴向方向传播，这就使得电磁波在波导中与无界空间的电磁波在性质上有很大的差别。
二． 矩形波导：1.几何形状：矩形波导是横截面为矩形的空心金属管，矩形波导结构简单、机械强度大，由于它是封闭结构，可以避免外界干扰和辐射损耗；因为它无内导体，所以导体损耗低，而功率容量大。
在矩形波导中仅存在TE 和TM 两类导波，不可能存在TEM 波，因为TEM 波沿着传输方向的分量为零，所以其无法再封闭的波导中传播。
第十章 矩形波导
Chapter 10. 矩形波导
导波的一般特性 矩形波导
§10.1 导波的一般特性
一、均匀直波导中的电磁场的波动方程 1、几种常见的波导类型及三种基本场型
导 体
内 导 体
外 导 体
2
x
Ex
z y
x Ex Ez
x
Hale Waihona Puke z y Hz
Hx
TE
z y
Hy
TEM
Hy
TM
分别为 TE 波的各分量表达式。 TE 波的波阻抗可由切向分量定义：
ZTE
同时也有：
E0 t H0 t
2 2 E0 x E0 y 2 2 H0 x H0 y
ZTE
E0 y E0 x H0 y H0 x
11
§10.2 矩形波导
一、矩形波导中的TM、TE模 1、矩形波导的结构和模式特点
Er , t AETEM Bn ETMn Cm ETEm
4
2、导波的波动方程
频率为、 沿波导＋z 方向传播的电磁波的电场的一 般表达式为：
it i t z E( x, y, z, t ) Ee E0 ( x, y)e
3、TE模式
TE 模式的纵向分量满足的方程为：
H z (k ) H z 0
2 t 2 2
Hz Hz 2 2 (k ) H z 0 2 2 x y
2 2
令 Hz ( x, y) X ( x)Y ( y) ，则上式可用分离变量法求解
1 d X 1dY 2 2 k 2 2 X dx Y dy
导波的一般特性 矩形波导
§10.1 导波的一般特性
一、均匀直波导中的电磁场的波动方程 1、几种常见的波导类型及三种基本场型
导 体
内 导 体
外 导 体
2
x
Ex
z y
x Ex Ez
x
Hale Waihona Puke z y Hz
Hx
TE
z y
Hy
TEM
Hy
TM
分别为 TE 波的各分量表达式。 TE 波的波阻抗可由切向分量定义：
ZTE
同时也有：
E0 t H0 t
2 2 E0 x E0 y 2 2 H0 x H0 y
ZTE
E0 y E0 x H0 y H0 x
11
§10.2 矩形波导
一、矩形波导中的TM、TE模 1、矩形波导的结构和模式特点
Er , t AETEM Bn ETMn Cm ETEm
4
2、导波的波动方程
频率为、 沿波导＋z 方向传播的电磁波的电场的一 般表达式为：
it i t z E( x, y, z, t ) Ee E0 ( x, y)e
3、TE模式
TE 模式的纵向分量满足的方程为：
H z (k ) H z 0
2 t 2 2
Hz Hz 2 2 (k ) H z 0 2 2 x y
2 2
令 Hz ( x, y) X ( x)Y ( y) ，则上式可用分离变量法求解
1 d X 1dY 2 2 k 2 2 X dx Y dy
电磁波的传播特性ppt
人工电磁波
人类通过各种电子设备和 仪器也可以产生电磁波， 如无线电广播、电视、雷 达等。
电磁波的分类
无线电波
无线电波是波长较长的电磁波，可以 传播较远的距离，常用于广播、电视、 无线通信等领域。
01
紫外线
紫外线是波长较短的电磁波，具有较 高的能量，常用于杀菌、荧光等领域。
05
02
微波
微波是波长较短的电磁波，具有较高 的频率和能量，常用于卫星通信、雷 达、微波炉等领域。
03
红Байду номын сангаас线
红外线是波长介于可见光和微波之间 的电磁波，具有热效应，常用于红外 遥感、热成像等领域。
04
可见光
可见光是波长在一定范围内的电磁波， 是我们眼睛能够直接观察到的光线， 常用于照明、显示等领域。
电磁波的传播速度
光速
电磁波在真空中的传播速度是光速， 约为每秒30万公里。
介质中的传播速度
电磁波在不同介质中的传播速度会有 所不同，取决于介质的性质和电磁波 的频率。
特性有重要影响。
电磁波在介质中传播时 ，会因为吸收、散射和 多次反射等原因产生能
量衰减和波形变化。
04 电磁波的应用
无线通信
无线通信利用电磁波传递信息， 实现远距离通信。
无线通信技术包括移动通信、卫 星通信、无线局域网等，广泛应 用于人们的日常生活和工作中。
无线通信技术的发展，使得人们 可以随时随地地进行语音、数据
散射传播在大气中广泛存在，如无线电信号在城市中的衰减和雷达波在大气中的 传播等。
03 电磁波的传播介质
真空
01
电磁波在真空中的传播速度最快，不受任何介质的影响，约为 光速。
02
《电磁兼容基础》第10章
第10章电磁屏蔽技术本章主要介绍电磁屏蔽的基本原理、屏蔽体屏蔽效能的计算方法、屏蔽体的不完整性对屏蔽性能的影响，以及屏蔽体的设计方法。
另外也介绍了接缝的屏蔽保证技术，以及屏蔽体上开孔的处理方法。
1 电磁屏蔽的基本概念1.1 电磁屏蔽的概念及分类屏蔽是电磁干扰防护控制的最基本方法之一。
电磁屏蔽是指对电磁波产生衰减作用。
其目的有两个方面：一是控制内部辐射区的电磁场，不使越出某一区域；二是防止外来的辐射进入某一区域，如图3.10-1所示。
因此，屏蔽的方法也是电磁干扰的空域控制方法。
屏蔽可以大如一个安装有整体金属材料的建筑物（如大型测试场所或实验场所），小到柔软的电缆金属编织带。
常见的屏蔽如仪器设备的金属外壳。
(a) 外部电磁场的屏蔽(b) 内部电磁场的屏蔽图3.10-1 电磁屏蔽的目的通常采用金属导体作为屏蔽体材料，但屏蔽体材料及结构的选择，则取决于屏蔽性质的类别及要求。
屏蔽性质的分类，从要屏蔽的电磁场的性质来划分，有电场屏蔽(静电场屏蔽及交变电场屏蔽)、磁场屏蔽(静磁场屏蔽及交变磁场屏蔽)及电磁场屏蔽(同时存在电场及磁场的辐射电磁场的屏蔽)等。
从屏蔽体的结构分类，可以分为完整屏蔽体屏蔽(屏蔽室或屏蔽盒等〕、非完整屏蔽体屏蔽(带有孔洞、金属网、波导管及蜂窝结构等)以及编织带屏蔽(电缆等)。
1.2 电磁屏蔽效能采用屏蔽体的目的是要削弱干扰电磁场。
屏蔽体的电磁屏蔽效能一般可有如下几种表示方法。
第一，采用屏蔽系数s η表示。
屏蔽系数指被干扰的导体(或电路)在加屏蔽后感应的电压S V 与未加屏蔽时感应电压0V 的比，即（无屏蔽）有屏蔽0)(V V S s =η (3.10-1) s η越小，表示屏蔽效果越好。
第二，采用传输系数T 表示。
传输系数T 系指加屏蔽后某一测点的场强(E s ，H s )与同一测点未加屏蔽时的场强(E 0，H 0)的比，即：（无屏蔽）有屏蔽0)(E E T s = （对于电场） (3.10-2) （无屏蔽）有屏蔽0)(H H T s = （对于磁场） (3.10-3) T 愈小，表示屏蔽效果愈好。
第10章 电波在电离层的传播特性
射波与地面相切时，一会引起地面吸收，所以入射波要有一定
的仰角。
10.2电波在电离层的传播
• 慢行现象 • 寂静区
1
2
3
1 ＜2 ＜3
电离 层
电离 层
电离层 地面波 静区
静区
地 面 波 r1
r2
(a)
(b)
10.3各波段在电离层的传播特性
• 短波 衰落 衰落是接收信号强度的一种无规则变化。衰
落时的信号强度可有几十到几百倍的变化。 短波传输中的衰落现象是不同的几条电波 射线在接收点干涉的结果。
r
1 80.8
N f2
在不考虑电子和其他粒子碰撞的情况下，等效介电常数为实数，所 以电离层具有理想电介质的特性。电场能量仅使电子发生震荡，并 没有任何损耗。
10.1电离层介绍
考虑电子和其他粒子碰撞
eE m dV mV jV m mV
dt
H
j 0 E
eN
e
jm
m
E
j 0r'E
r' r j60
r
1
m 0
Ne2
( 2 2 )
Ne2 m( 2 2 )
10.1电离层介绍
当有 2 2时
r
1
Ne2
m 0
1
2
令0 2
Ne2
m 0
2f0 2,
f0
则
Ne2 m 2
80.8N 为等离子体频
r
1
02 2
1-
f02 f2
10.1电离层介绍
考虑地球的地磁场
地磁场将对电离层带来很大影响，地球的磁场是 由地球飞快的自转和地核中的所形成的涡电流所产生 的，磁场场的的南北极和地理的南北极有一定夹角， 并且处在不断变化中，地磁场的强度也在不断变化。
第10章 波导----TE波、TM波传输系统 ppt课件
2E k2E 0 2H k2H 0
----赫姆霍兹方程
ppt课件
6
2E k2E 0 2H k2H 0
可以分解为三个标量方程
2Ex k2Ex 0
2Hx k2Hx 0
2Ey k2Ey 0
2Hy k2Hy 0
2Ez k2Ez 0
eyEym (x,
y)e
jt
z
ez Ezm
(x,
y)e
e H jt z ppt课件 y
ym (x,
y)e
jt
z
ez Hzm
(x,
y)e7 jt
z
2Ex
k2Ex
2Ex x2
2 Ex y2
2 Ex z 2
k2Ex
2Ex x2
2Ex y2
考虑到电磁波沿z方向传播，各场量包含 e jt z 因子 E(x, y, z,t) E(x, y)e jt z H (x, y, z,t) H (x, y)e jt z
E(x, y, z,t) exmEx (x, y)e jt z
H (x, y, z,t) exHxm(x, y)e jt z
得到：
1 X
2 X x2
1 Y
2Y y 2
kc2
0
2 X x2
k
2 x
X
0,
2Y y 2
ky2Y
0
其中： kc2 kx2 ky2
常微分方程的通解为三角函数的形式：
k
2 x
X
0,
2Y y 2
《神奇的电磁波 电磁波的应用 改变世界的信息技术》PPT课件 教科版九年级物理
探究新知
电
磁
高压线
重
灾
区
电视发射塔
变电站 通讯基站
探究新知
国家制订了相关法规和标准，限制建筑物的 选址，要求住宅、办公楼与这些设施保持一定的 距离，以保障居民的健康。
探究新知
八、卫星通信
通信卫星大多相对地球“静止”——同步卫星
探究新知
三颗同步卫星可以实现全球通信
探究新知
用碟形天线（大锅）接收来自卫星的信号
探究新知 1.电磁波携带着物质的信息
探究新知 2.电磁波的检测功能
探究新知
电磁波在信息传递方面的早期用途主要是电报、 广播和电视。
探究新知 3.电磁波是信息的载体
探究新知 六、电磁波能量特性的应用
一切电磁波都具有能量。地球上大气的运动、季节 变化、昼夜温度起伏及生物圈的循环都源于太阳光这 一电磁波提供的能量。太阳是地球上维持各种生命运 动最基本的能量来源。
探究新知
中国北斗卫星导航系统
探究新知
中国北斗卫星导航系统
探究新知
九、光纤通信
光是比微波频率高 得多的电磁波。
光通信的“高速公路”更宽广。
利用频率单一、方向高度集中的激光进行通信， 效果很好。
探究新知
光纤通讯技术是近几十年才发展起来的
• 1966年，华裔物理学家高锟首次利用无线 电 波 导 通 信 的 原 理 ，提出了低损耗 （ 20 db/km）的光导纤维（简称光纤）的概念。
探究新知 回顾：水波
波峰
波谷
跟水波类似，电磁波也有波峰、波谷、波长、频率、波速等。
探究新知
1．电磁波可以在真空中传播
2．电磁波的几个要素
波峰
波长
波谷
电磁波及其传播ppt课件
――[阿萨·赫尔帕斯爵士] 115.旅行的精神在于其自由，完全能够随心所欲地去思考.去感觉.去行动的自由。――[威廉·海兹利特]
116.昨天是张退票的支票，明天是张信用卡，只有今天才是现金；要善加利用。――[凯·里昂] 117.所有的财富都是建立在健康之上。浪费金钱是愚蠢的事，浪费健康则是二级的谋杀罪。――[B·C·福比斯] 118.明知不可而为之的干劲可能会加速走向油尽灯枯的境地，努力挑战自己的极限固然是令人激奋的经验，但适度的休息绝不可少，否则迟早会崩溃。――[迈可·汉默] 119.进步不是一条笔直的过程，而是螺旋形的路径，时而前进，时而折回，停滞后又前进，有失有得，有付出也有收获。――[奥古斯汀] 120.无论那个时代，能量之所以能够带来奇迹，主要源于一股活力，而活力的核心元素乃是意志。无论何处，活力皆是所谓“人格力量”的原动力，也是让一切伟大行动得以持续的力量。――[史迈尔斯] 121.有两种人是没有什么价值可言的：一种人无法做被吩咐去做的事，另一种人只能做被吩咐去做的事。――[C·H·K·寇蒂斯] 122.对于不会利用机会的人而言，机会就像波浪般奔向茫茫的大海，或是成为不会孵化的蛋。――[乔治桑] 123.未来不是固定在那里等你趋近的，而是要靠你创造。未来的路不会静待被发现，而是需要开拓，开路的过程，便同时改变了你和未来。――[约翰·夏尔] 124.一个人的年纪就像他的鞋子的大小那样不重要。如果他对生活的兴趣不受到伤害，如果他很慈悲，如果时间使他成熟而没有了偏见。――[道格拉斯·米尔多] 125.大凡宇宙万物，都存在着正、反两面，所以要养成由后面.里面，甚至是由相反的一面，来观看事物的态度――。[老子]
97.有三个人是我的朋友爱我的人.恨我的人.以及对我冷漠的人。 爱我的人教我温柔；恨我的人教我谨慎；对我冷漠的人教我自立。――[J·E·丁格] 98.过去的事已经一去不复返。聪明的人是考虑现在和未来，根本无暇去想过去的事。――[英国哲学家培根] 99.真正的发现之旅不只是为了寻找全新的景色，也为了拥有全新的眼光。――[马塞尔·普劳斯特] 100.这个世界总是充满美好的事物，然而能看到这些美好事物的人，事实上是少之又少。――[罗丹] 101.称赞不但对人的感情，而且对人的理智也发生巨大的作用，在这种令人愉快的影响之下，我觉得更加聪明了，各种想法，以异常的速度接连涌入我的脑际。――[托尔斯泰] 102.人生过程的景观一直在变化，向前跨进，就看到与初始不同的景观，再上前去，又是另一番新的气候――。[叔本华] 103.为何我们如此汲汲于名利，如果一个人和他的同伴保持不一样的速度，或许他耳中听到的是不同的旋律，让他随他所听到的旋律走，无论快慢或远近。――[梭罗] 104.我们最容易不吝惜的是时间，而我们应该最担心的也是时间；因为没有时间的话，我们在世界上什么也不能做。――[威廉·彭] 105.人类的悲剧，就是想延长自己的寿命。我们往往只憧憬地平线那端的神奇【违禁词，被屏蔽】，而忘了去欣赏今天窗外正在盛开的玫瑰花。――[戴尔·卡内基] 106.休息并非无所事事，夏日炎炎时躺在树底下的草地，听着潺潺的水声，看着飘过的白云，亦非浪费时间。――[约翰·罗伯克] 107.没有人会只因年龄而衰老，我们是因放弃我们的理想而衰老。年龄会使皮肤老化，而放弃热情却会使灵魂老化。――[撒母耳·厄尔曼] 108.快乐和智能的区别在于：自认最快乐的人实际上就是最快乐的，但自认为最明智的人一般而言却是最愚蠢的。――[卡雷贝·C·科尔顿] 109.每个人皆有连自己都不清楚的潜在能力。无论是谁，在千钧一发之际，往往能轻易解决从前认为极不可能解决的事。――[戴尔·卡内基] 110.每天安静地坐十五分钟·倾听你的气息，感觉它，感觉你自己，并且试着什么都不想。――[艾瑞克·佛洛姆] 111.你知道何谓沮丧---就是你用一辈子工夫，在公司或任何领域里往上攀爬，却在抵达最高处的同时，发现自己爬错了墙头。－－[坎伯] 112.「伟大」这个名词未必非出现在规模很大的事情不可；生活中微小之处，照样可以伟大。――[布鲁克斯] 113.人生的目的有二：先是获得你想要的；然后是享受你所获得的。只有最明智的人类做到第二点。――[罗根·皮沙尔·史密斯] 114.要经常听.时常想.时时学习，才是真正的生活方式。对任何事既不抱希望，也不肯学习的人，没有生存的资格。
116.昨天是张退票的支票，明天是张信用卡，只有今天才是现金；要善加利用。――[凯·里昂] 117.所有的财富都是建立在健康之上。浪费金钱是愚蠢的事，浪费健康则是二级的谋杀罪。――[B·C·福比斯] 118.明知不可而为之的干劲可能会加速走向油尽灯枯的境地，努力挑战自己的极限固然是令人激奋的经验，但适度的休息绝不可少，否则迟早会崩溃。――[迈可·汉默] 119.进步不是一条笔直的过程，而是螺旋形的路径，时而前进，时而折回，停滞后又前进，有失有得，有付出也有收获。――[奥古斯汀] 120.无论那个时代，能量之所以能够带来奇迹，主要源于一股活力，而活力的核心元素乃是意志。无论何处，活力皆是所谓“人格力量”的原动力，也是让一切伟大行动得以持续的力量。――[史迈尔斯] 121.有两种人是没有什么价值可言的：一种人无法做被吩咐去做的事，另一种人只能做被吩咐去做的事。――[C·H·K·寇蒂斯] 122.对于不会利用机会的人而言，机会就像波浪般奔向茫茫的大海，或是成为不会孵化的蛋。――[乔治桑] 123.未来不是固定在那里等你趋近的，而是要靠你创造。未来的路不会静待被发现，而是需要开拓，开路的过程，便同时改变了你和未来。――[约翰·夏尔] 124.一个人的年纪就像他的鞋子的大小那样不重要。如果他对生活的兴趣不受到伤害，如果他很慈悲，如果时间使他成熟而没有了偏见。――[道格拉斯·米尔多] 125.大凡宇宙万物，都存在着正、反两面，所以要养成由后面.里面，甚至是由相反的一面，来观看事物的态度――。[老子]
97.有三个人是我的朋友爱我的人.恨我的人.以及对我冷漠的人。 爱我的人教我温柔；恨我的人教我谨慎；对我冷漠的人教我自立。――[J·E·丁格] 98.过去的事已经一去不复返。聪明的人是考虑现在和未来，根本无暇去想过去的事。――[英国哲学家培根] 99.真正的发现之旅不只是为了寻找全新的景色，也为了拥有全新的眼光。――[马塞尔·普劳斯特] 100.这个世界总是充满美好的事物，然而能看到这些美好事物的人，事实上是少之又少。――[罗丹] 101.称赞不但对人的感情，而且对人的理智也发生巨大的作用，在这种令人愉快的影响之下，我觉得更加聪明了，各种想法，以异常的速度接连涌入我的脑际。――[托尔斯泰] 102.人生过程的景观一直在变化，向前跨进，就看到与初始不同的景观，再上前去，又是另一番新的气候――。[叔本华] 103.为何我们如此汲汲于名利，如果一个人和他的同伴保持不一样的速度，或许他耳中听到的是不同的旋律，让他随他所听到的旋律走，无论快慢或远近。――[梭罗] 104.我们最容易不吝惜的是时间，而我们应该最担心的也是时间；因为没有时间的话，我们在世界上什么也不能做。――[威廉·彭] 105.人类的悲剧，就是想延长自己的寿命。我们往往只憧憬地平线那端的神奇【违禁词，被屏蔽】，而忘了去欣赏今天窗外正在盛开的玫瑰花。――[戴尔·卡内基] 106.休息并非无所事事，夏日炎炎时躺在树底下的草地，听着潺潺的水声，看着飘过的白云，亦非浪费时间。――[约翰·罗伯克] 107.没有人会只因年龄而衰老，我们是因放弃我们的理想而衰老。年龄会使皮肤老化，而放弃热情却会使灵魂老化。――[撒母耳·厄尔曼] 108.快乐和智能的区别在于：自认最快乐的人实际上就是最快乐的，但自认为最明智的人一般而言却是最愚蠢的。――[卡雷贝·C·科尔顿] 109.每个人皆有连自己都不清楚的潜在能力。无论是谁，在千钧一发之际，往往能轻易解决从前认为极不可能解决的事。――[戴尔·卡内基] 110.每天安静地坐十五分钟·倾听你的气息，感觉它，感觉你自己，并且试着什么都不想。――[艾瑞克·佛洛姆] 111.你知道何谓沮丧---就是你用一辈子工夫，在公司或任何领域里往上攀爬，却在抵达最高处的同时，发现自己爬错了墙头。－－[坎伯] 112.「伟大」这个名词未必非出现在规模很大的事情不可；生活中微小之处，照样可以伟大。――[布鲁克斯] 113.人生的目的有二：先是获得你想要的；然后是享受你所获得的。只有最明智的人类做到第二点。――[罗根·皮沙尔·史密斯] 114.要经常听.时常想.时时学习，才是真正的生活方式。对任何事既不抱希望，也不肯学习的人，没有生存的资格。
电磁波的发射和接收ppt课件
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25
• 直线传播：波长非常短， • 能够穿透电离层，沿直线 • 传播。——微波
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26
电视
阅读课文，试着理解 电视机的成像原理
简单地说：电视信号
是电视台先把影像信
号转变为可以发射
的—— ，发射出去后
被接收的电信号通
过——被还原为光的
图象重现荧光屏。
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27
摄像管
让我们走进 摄像管吧！
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6
为了使开放电路中产生
振荡电流，常用如图所示 的方法，使振荡器的线圈 L2靠近开放振荡电路的 线圈L1 。当振荡器中产 生高频振荡电流时，由于 互感作用，就可以在开放 振荡电路中产生相同频率 的振荡电流，这种方法叫 做感应耦合。
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7
问题：我们要传递的信号不是高频振荡电流， 而是一些低频信号（如：声音信号频率只 有几百至几千赫兹，图象信号频率也不过 上万赫兹），它能否直接发射出去？
4.3 电磁波的发射和接收
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1
烽火台
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邮递员 2
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3
电磁波来传递信息
C=3.00×108m/s
怎么接收与发射？
设备：
天线是发射与接收无线电波的必要设备
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4
天线
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5
• 1.要有效发射电磁波，振荡电路必须满足两个条 件：
• ⑴振荡频率足够高 • ⑵电场和磁场尽可能分布到较大的空间
• 手机的危害原因
• 在待机状态下，手机不断的发射电 磁波，与周围环境交换信息。
• 手机在建立连接的过程中发射的电 磁波特别强。
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39
电磁波的危害
电磁波在波导中的传播
将此式代入亥姆霍兹方程，得到： 2 2 E0 E0 2 2 (k k z ) E0 0 2 2 x y 设u ( x , y )为电磁场的任一直角分量，它满足上式
2u 2u 2 2 ( k k z )u 0 2 2 x y
用分离变量法解这个微分方程：
这里
A1 A C , B1 B C.
）. 即
i ( k z z t )
当y=b 时， Ex= 0 （
有
Ex ( A1 sin k x x B1 cos k x x) sin k y be
sin k y b 0 , 故
0
sin k y b 0 k y b n , (n 0,1,2)
对于低频电力系统一般用双线传输有时也采用对于低频电力系统一般用双线传输有时也采用同轴线传输为了避免电磁波向外辐射的损耗及周围同轴线传输为了避免电磁波向外辐射的损耗及周围环境的干扰但是频率变高时内线半径小电阻大环境的干扰但是频率变高时内线半径小电阻大焦耳热损耗严重趋肤效应也严重
电磁波在波导中的传播
Electromagnetic Wave Propagation in Wave Guide
Ez 0 同理，在 x=a, y=b面上，要 求 ， 亦可求得Ez的表达式。 , B1 和A1 A1 , B1 , A1 至此，还有 5个常 数未定。 E 0 d) 在波导中，因为无自由电荷，即
Ex E y Ez 0 x y z
Ez A1sin k y y sin k x xe
A, B, C , D; A, B , C , D ; A, B , C , D 以及k x , k y 共计14个待定常数
要由边界条件和其它物理条件来确定。
电磁波及其物理基础PPT课件
第4页/共86页
二、电磁波谱
1. 电磁波谱：将各种电磁波在真空中的波长按其长短， 依次排列制成的图表。 在电磁波谱中，波长最长的是无线电波， 其按波长可分为长波、中波、短波和微波。波长
最短的是γ射线
电磁波的波长不同，是因为产生它的波源 不同。
2、遥感常用的电磁波波段的特性
第5页/共86页
The Electromagnetic Spectrum
➢微波：1mm-1m。全天候遥感；有主动与被动之分； 具有穿透能力；发展潜力大。
第15页/共86页
三、电磁辐射源
1. 自然辐射源
➢ 太阳辐射：是可见光和近红外的主要辐射源；常 用5900的黑体辐射来模拟；其辐射波长范围 极大；辐射能量集中-短波辐射。大气层对 太阳辐射的吸收、反射和散射。
➢ 地球的电磁辐射：小于3 μm的波长主要是太阳辐射 的能量；大于6 μm的波长，主要是地物本 身的热辐射；3-6 μm之间，太阳和地球的 热辐射都要考虑。
1
第44页/共86页
黑体辐射的三个特性
A. 辐射通量密度随波长连续变化，每条曲线只有一个最大值。 B. 温度越高，辐射通量密度越大，不同温度的曲线不同。 C. 随着温度的升高，辐射最大值所对应的波长向短波方向移动。
第45页/共86页
(2)玻耳兹曼定律
Stefan-Boltzmann's law
即黑体总辐射通量随温度的增 加而迅速增加，它与温度的四次方 成正比。因此，温度的微小变化， 就会引起辐射通量密度很大的变化。 是红外装置测定温度的理论基础。
• 地物的反射类型
镜面反射
漫反射
方向反射
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第26页/共86页
1. 地物的反射率（反射系数或亮度系数）：地物对某一波
二、电磁波谱
1. 电磁波谱：将各种电磁波在真空中的波长按其长短， 依次排列制成的图表。 在电磁波谱中，波长最长的是无线电波， 其按波长可分为长波、中波、短波和微波。波长
最短的是γ射线
电磁波的波长不同，是因为产生它的波源 不同。
2、遥感常用的电磁波波段的特性
第5页/共86页
The Electromagnetic Spectrum
➢微波：1mm-1m。全天候遥感；有主动与被动之分； 具有穿透能力；发展潜力大。
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三、电磁辐射源
1. 自然辐射源
➢ 太阳辐射：是可见光和近红外的主要辐射源；常 用5900的黑体辐射来模拟；其辐射波长范围 极大；辐射能量集中-短波辐射。大气层对 太阳辐射的吸收、反射和散射。
➢ 地球的电磁辐射：小于3 μm的波长主要是太阳辐射 的能量；大于6 μm的波长，主要是地物本 身的热辐射；3-6 μm之间，太阳和地球的 热辐射都要考虑。
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黑体辐射的三个特性
A. 辐射通量密度随波长连续变化，每条曲线只有一个最大值。 B. 温度越高，辐射通量密度越大，不同温度的曲线不同。 C. 随着温度的升高，辐射最大值所对应的波长向短波方向移动。
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(2)玻耳兹曼定律
Stefan-Boltzmann's law
即黑体总辐射通量随温度的增 加而迅速增加，它与温度的四次方 成正比。因此，温度的微小变化， 就会引起辐射通量密度很大的变化。 是红外装置测定温度的理论基础。
• 地物的反射类型
镜面反射
漫反射
方向反射
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1. 地物的反射率（反射系数或亮度系数）：地物对某一波
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由边界条件 nE1 0
Eyx0,xaEz x0,xa0
代入第一式，
Ex y0,ybEz y0,yb0
E z0 ,y A ( C c o s k y y D s i n k y y ) 0
E z a ,y B s i n k x a ( C c o s k y y D s i n k y y ) 0
上一章采用路分析方法把电磁波的传播问题化为 电路问题来处理，描述传输线上的电压和电流波；这 种方法适用于双导体传输线。
电磁波传播采用哪种传输线与电磁波的频率紧密 相关。在低频段，采用双线传输线；在高频段，为了 避免辐射而采用同轴线。在微波波段，为了避免同轴 线内的焦耳损耗和介质的热损耗因而采用波导传输。 光波则采用薄膜或圆形介质波导传输。
第十章 电磁波在波导中的传播
电磁场与电磁波理论基础
10.1 矩形金属波导中的电磁波 10.2* 圆柱形金属波导中的电磁波 10.3* 圆柱形介质波导——阶跃型光纤
第十章 电磁波在波导中Leabharlann 传播电磁场与电磁波理论基础
10.1 矩形金属波导中的电磁波
分析均匀波导系统时，做如下假定： Y
★ 波导是无限长的规则直波 导，
kc 称之为截止波数
第十章 电磁波在波导中的传播
电磁场与电磁波理论基础
10.1.2 矩形波导横平面内纵向场分量的解
由亥姆霍兹方程
2E k 2E 0
2
H
k
2H
0
E x,y,zE x,yejkzz
H x,y,zH x,yejkzz
22x22yEx,ykc2Ex,y0 22x22yHx,ykc2Hx,y0
本章采用场分析方法，讨论电磁波在矩形波导、 圆波导以及光波在介质波导—阶跃型光纤中的传播特 性。电磁波在不同波导中传播的理论基础是求解满足 边界条件的矢量亥姆霍兹方程。
第十章 电磁波在波导中的传播
电磁场与电磁波理论基础
矩形波导
圆波导
波导是用金属管制作的导波系统，电磁波 在管内传播，损耗很小，主要用于 3GHz ～30GHz 的频率范围。
第十章 电磁波在波导中的传播
电磁场与电磁波理论基础
2．求解
与求解 Ez
HH xz,z y x方x , , yy 法 相 同A ，c o s k x x 22xB s i n 22yk x H x zC x, y c o s k kc by 2yH y zD x, ys i n k 0y y z
第十章 电磁波在波导中的传播
电磁场与电磁波理论基础
可得 和
22x22yExx,ykc2Exx,y0
22x22yEyx,ykc2Eyx,y0
22x22yEzx,ykc2Ezx,y0
仅需要求解波 导横平面内的纵向
22x22yHxx,ykc2Hxx,y0 22x22yHyx,ykc2Hyx,y0
电场分量和纵向磁 场分量，即求解方 程
Y
b
X
Z
a
图10-1 矩形金属波导
第十章 电磁波在波导中的传播
电磁场与电磁波理论基础 在直角坐标系中将麦克斯韦方程展开成分量形式
j E x
H z y
jk zH
y
Ex
j
k
2 c
kz
E z x
H z y
j j
E E
y z
H z x
H y x
jk zH
H x y
x
j H
x
E z y
jk zE y
j H
y
E z x
jk zE x
E
y
j
k
2 c
kz
E z y
H z x
纵 向
H
x
j
k
2 c
E z y
kz
H z x
场 法
H
y
j
k
2 c
E z x
kz
H z y
j H
z
E y x
E x y
式中 kc 22 kz 2k2kz 2
22x22yHzx,ykc2Hzx,y0
第十章 电磁波在波导中的传播
电磁场与电磁波理论基础
1．求解 Ez x, y
22x22yEzx,ykc2Ezx,y0
采用直角坐标系下的分离变量法。设 Ezx,yX(x)Yy
代入后可得
Xx Yy Xx Yy
kc2
令
kx2X Xxx,
ky2
Yy Yy
则有
Xxkx2X x 0 Y yky2Y y 0
由此得到 A 0 ,B 0 ,k x a m( m 0 ,1 ,2 ,)
同理得到 C 0 , D 0 , k y b n (n 0 ,1 ,2 , )
所以有 E zx ,y B D s in k x x s in k y y E 0 s in m a x s in n b y
第十章 电磁波在波导中的传播
电磁场与电磁波理论基础
10.1.1 矩形波导横平面内场分量之间的关系
时谐电磁波在波导内传播满足麦克斯韦方程
H j E
E jH
假定电磁波沿+Z方向传
播，其传播因子为 e jk z z ，
则电磁波在直角坐标系下具 有的解形式为
Ex,y,zEx,yejkzz Hx,y,zHx,yejkzz
其横截面形状可以任意，但沿轴向 处处相同，沿z 轴方向放置。 ★ 波导内壁是理想导体，即 = 。
b
X
Z
a
图10-1 矩形金属波导
★ 波导内填充均匀、线性、各向同性无耗媒质，其参数 、 和
均为实常数。
★ 波导内无源，即 ＝0，J ＝0。
★ 波导内的电磁场是角频率为ω的时谐场。波沿 + z 方向传播。
波数 kc2 kx2 ky2
通解为 XxAcoskxxBsinkxx YyCcoskyyDsinkyy
第十章 电磁波在波导中的传播
电磁场与电磁波理论基础
通解
XxyAcoskxxBsinkxx YybCcoskyyz Dsinkyy
E xz x a, y A c Oo s k x x B s i n k x x C c o s k y y D s i n k y y
电磁场与电磁波理论基础
第十章
电磁波在波导中的传播
电磁场与电磁波理论基础
整体概述
概况一
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概况二
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概况三
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第十章 电磁波在波导中的传播
电磁场与电磁波理论基础
k 2
kc2 k2 kz2
在直角坐标系下，E x, y和H x, y的分量形式为
E x ,y E x x ,y e x E y x ,y e y E z x ,y e z
H x , y H x x , y e x H y x , y e y H z x , y e z