剖析《电磁学》

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楼主: HWM
 楼主 | 2019-2-10 10:26 | 显示全部楼层
之前,从最基本的电磁学基本方程(麦克斯韦方程)入手,在适当条件下引入了似稳场的概念。由此,给出了电路理论的“物理基础”。这些基础,构成了《电路分析》的基石。

下面,将由麦克斯韦方程,给出电磁波相关的基本概念和理论,这将是《射频与微波》、《高速电路》和《信号完整性分析及技术》等的理论基础。

先从最基本的两条定理开始进入主题。

一)麦克斯韦方程完备性和坡印廷定理

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 楼主 | 2019-2-10 10:30 | 显示全部楼层
完备性定理和坡印廷定理
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 楼主 | 2019-2-10 10:33 | 显示全部楼层
上述完备性定理是麦克斯韦方程“求解”的理论基础,而坡印廷定理给出了电磁波能流密度概念以及电磁场相关的能量守恒定律形式。

下面考虑

二)无源无损介质的电磁场和电磁波

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 楼主 | 2019-2-10 10:36 | 显示全部楼层
无源无损介质
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 楼主 | 2019-2-10 10:38 | 显示全部楼层
通常电磁场和电磁波分析都是考虑简谐变化情形,下面将引入相量分析方法

三)电磁波的正弦稳态分析——相量分析

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 楼主 | 2019-2-10 10:40 | 显示全部楼层
相量分析
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 楼主 | 2019-2-10 10:42 | 显示全部楼层
由前面论述可知,电磁波是一种横波,其电场和磁场“沿着垂直于传播方向”变化。电磁波的电磁场变化可以有多种形式,下面先看一种最简单的。

四)线极化

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 楼主 | 2019-2-10 10:43 | 显示全部楼层
线极化
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 楼主 | 2019-2-10 10:45 | 显示全部楼层
电磁波除线极化外,还有一种相对常见的极化形式

五)圆极化

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 楼主 | 2019-2-10 10:46 | 显示全部楼层
圆极化
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 楼主 | 2019-2-10 10:48 | 显示全部楼层
到此,已经给出了几种常见的电磁波形式。下面回顾一下最基本的概念。

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 楼主 | 2019-2-10 10:48 | 显示全部楼层
回顾
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 楼主 | 2019-2-10 10:50 | 显示全部楼层
前面论述的是无源无损介质,下面考虑

六)无源有损介质中的电磁波

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 楼主 | 2019-2-10 10:51 | 显示全部楼层
无源有损介质
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 楼主 | 2019-2-10 10:53 | 显示全部楼层
前面论述的是单向的行波,下面考虑双向传播的电磁波。

七)驻波

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 楼主 | 2019-2-10 10:54 | 显示全部楼层
驻波
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 楼主 | 2019-2-10 10:55 | 显示全部楼层
电磁波在不同介质界面上会发生反射和透射。

八)反射和透射

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 楼主 | 2019-2-10 10:56 | 显示全部楼层
反射和透视
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 楼主 | 2019-2-10 11:36 | 显示全部楼层
下面给几个动画图示

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 楼主 | 2019-2-10 11:37 | 显示全部楼层
线极化图示

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