电磁场与电磁波第8章—第9章

• 5.波导中传输的最大功率是有限的。波导的 最大传输功率取决于波导横截面的形状和 尺寸、传播的模式和波导中填充介质的耐 压能力。 • 6.波导的损耗用波导的衰减常数 α表示。波 导的损耗有导体损耗和介质损耗。在填充 空气的波导中，波的衰减主要由导体损耗 决定。
第9章 电磁波辐射
• 9.1 电磁辐射原理
• 8.3.2 矩形波导中波的传输特性讨论 • (1)模式的概念
• (2)临界频率和临界波长
• 而
，则
• (3)矩形波导中的色散特性 • 8.3.3 矩形波导中的TE10波
• 其瞬时值为
• 8.4 圆波导 • 8.4.1 方程及其解 • (1)TE波
• (2)TE波
• (3)模式分布与简并
• 小结 • 1.在不同的导波装置上可以传播不同模式的 电磁波。纵向均匀空心管波导中只能传播 TE波和TM波。波在波导中传播必须满足波 的传播条件，即
• 2. 对于特定的波导，沿 z 方向传播的电磁波 可以有不同的模式。不同模式的波有不同 的截止频率、不同的色散关系、不同的场 结构、不同的传输功率和功率损耗。 • 3.矩形波导和圆波导中可以传播 TE波和TM 波。在矩形波导中TE10模是主模，在圆波
导中TE11模是主模。矩形波导和圆波导是色 散波导，其色散关系为
即电磁波在波导中传播的相速度大于它在 自由空间中的传播速度，而群速小于它在 自由空间中的传播速度。 • 4. 同 轴 线 中 主 要 传 播 TEM 波 。 对 于 传 播 TEM 波的同轴线，其截止频率 fC=0 ， TEM 波的相速等于群速，并且与波的频率无关， 因此传播 TEM 波的同轴线是一种无色散导 波系统。
• (4)场结构与壁电流分布
• 8.5 同轴波导 • 8.5.1 TEM波的场分量
• 8.5.2 场结构与导体表面电流分布
• 8.5.3 同轴线上的电压波、电流波及特性阻抗
• 8.6 波导中的能量传输与损耗 • 8.6.1 波导的传输功率与功率容量
• 8.6.2 波导的衰减
• 小结
则与它对偶的磁的问题也可由电问题的结 果，根据电磁对偶原理立即得到解决。 • 5.天线的互易性给出了发射天线与接收天线 之间的关系。若已知某发射天线的性能，由 天线的互易性，我们可得该天线作为接收天 线的性能。
第8章 导行电磁波
• 8.1 导波与ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ波系统
• 8.2 波导中传播波的普遍特性 • 8.2.1 传播波的分类 • 8.2.2 波导中波的场分量关系
• (1)TEM波
• (2)具有纵向分量的TE波和TM波
• 8.2.3 电磁波沿纵向均匀波导传输的普遍特征 • (1)临界频率与临界波长
• (2)TM波（或E波）
• 9.2 基本电振子的辐射 • 9.2.1 基本电振子的辐射场
• 9.2.2 基本电振子的辐射 特性 • (1)基本电振子向空间辐射 一个球面波 • (2)电场和磁场的振幅关系 和波阻抗
• (3)基本电振子的方向性
• (4)基本电振子的辐射功率和辐射电阻
• (5)基本电振子的方向性系数 • 在某方向某点激励相等电场强度的条件下， 点源天线(向空间均匀辐射电磁波功率)的总 辐射功率Pr0与定向辐射天线的总辐射功率 Pr的比值，记为
• (a)半波天线
(b)方向性图
• 9.3 磁偶极子天线辐射
• *9.4 电磁场的对偶性
• *9.5 电磁场的互易性 • 9.5.1 电磁场的互易定理
• 9.5.2 电磁场互易定 理的应用
• 小结 • 1.天线的辐射场通过计算矢量电磁位来得到。 矢量电磁位与源的关系方程为：
• 对于给定的时变电荷和时变电流，空间中 的矢量电磁位为：
• 上式称为电磁辐射公式。矢量电磁位是一个 滞后位，即它们的值是由观察时刻以前的源 决定的，滞后的时间是电磁波从源点传播到 场点所需的时间。 • 2.利用矢量磁位可计算电流元天线，即基本 电振子的辐射场。由此可得到它的方向性函 数、方向性图、辐射功率、辐射电阻和方向 性系数等参量。 • 3.磁偶极子是一种重要的单元天线，它是计 算开槽天线等的理论模型。 • 4.电磁对偶原理给出了客观世界中电与磁存 在的一种对偶关系和电与磁的一种互换法则。 它的意义在于：若已知某电的问题已解决，