第六章 均勻平面波的反射及透射

第六章均勻平面波的反射與透射

電磁波的傳播與分布問題除了與基本方程有關外，還與邊界條件密切相關

6.1均勻平面波對分界面的垂直入射

假設電場方向不變，而磁場方向反向

6.1.1均勻平面波對理想導體分界面的垂直入射

電場需要滿足切向電場為0交界面上，入射電場與反射電場方向相反或相位差180°其他點上如何？？？

總場是純駐波6.1.2均勻平面波對理想介質分界面的垂直入射電磁波必須滿足切向電場連續(xù)和切向磁場連續(xù)兩個邊界條件當介質交界面位于總場是行駐波總場是行駐波可以判斷，反射波為左旋圓極化波，反射波發(fā)生了旋轉反相，合成波變成了橢圓極化波。而透射波任然為右旋圓極化波。6.1.3均勻平面波對導電媒質分界面的垂直入射所不同的是：1)導電媒質的特征阻抗為復數，因此電場和磁場不同相；2)反射系數和透射系數此時均為復數，反射波、透射波和入射波存在相位差3)相位差的大小由介質特性決定，不再是0°或180°。反射波電場以及透射波電場與入射波電場的相移分別為179.42度和2.33度一般有耗介質表面

6.2均勻平面波對多層介質分界面的垂直入射表征介質1中所有左行的電磁波與入射電磁波的比值

6.2.1多層媒質的反射與透射

計算從右邊開始遞推6.2.2四分之一波長匹配器令令單層匹配層的工作頻帶比較窄可以采用多個波長匹配層，而每一層的特性阻抗與鄰近介質層特性阻抗仍然滿足

6.2.3半波長介質窗*6.2.4天線罩簡介在天線外面加一個天線罩可以使天線免受強風、酸雨、大雪、冰雹的影響,延長了電子系統(tǒng)的工作壽命,提高飛行器的氣動性能

單層A-夾層B-夾層C-夾層更多層結構天線罩（按照橫截面結構分類）玻璃纖維增強塑料、陶瓷、合成橡膠以及整塊的泡沫塑料等制成在兩個致密的薄介質蒙皮之間插入低密度的芯子，玻璃纖維增強塑料或高頻陶瓷，泡沫蜂窩結構，用于飛行器上的鼻錐天線罩或流線型天線罩

為提高透波特性、插入相移、工作帶寬以及入射角度寬度6.3均勻平面波對理想導體的斜入射

6.3.1斯耐爾反射定律

電磁場相對于交界面既具有切向分量又具有法向分量垂直極化電磁波平行極化電磁波入射平面

6.3.2垂直極化波的斜入射

6.3.3平行極化波的斜入射

6.4均勻平面波對媒質的斜入射

垂直極化電磁波

平行極化電磁波

6.4.1垂直極化波對理想介質的斜入射

6.4.2平行極化波對理想介質的斜入射

6.4.3全反射與全折射

一、全反射反射系數和透射系數仍為實數表面波

透射波是非均勻平面波

光纖的應用

二、全透射布儒斯特角

平行極化波

極化濾波的作用

布儒斯特角又稱作極化角

﹡6.5電磁散射與雷達隱身

總場=入射場+散射場物體表面上感應電磁流和電荷的二次輻射

取決于物體的形狀、大小、結構和材料特性，以及入射波的頻率、極化等雷達工作原理

一般復雜物體

6.5.1雷達橫截面(RCS)6.5.2RCS預估技術重點講解金屬球

幾何光學理論具有計算簡單，應用方便等優(yōu)點，但是計算精度受到下列因素制約：1．RCS決定于鏡面點處的曲率半徑，所以對平板或單曲率表面如圓柱等目標，由該式求解，將得到一個無限大的結果，因為此時表面的一個或兩個曲率半徑為無限大。2．幾何光學法要求散射體表面光滑，即曲率半徑，因此對于棱邊、拐角和尖頂是不能用幾何光學方法處理的。3．在焦散區(qū)或源區(qū)，射線管截面積變?yōu)榱?，由幾何光學計算的場變?yōu)闊o限大，因此在這些區(qū)域不能應用幾何光學。4．認為陰影區(qū)域場為零，這與實際情況不符。6.5.3目標材料隱身技術

減小軍事目標RCS20dB和40dB時，雷達作用距離分別降低至原來的31.6％和10％雷達吸波材料(RAM)的基本特點在于材料的折射率是復數，在磁效應和電效應的材料中，正是的虛部引起吸收損耗。電吸收材料的損耗來自于材料的有限電導率。碳是最基本的吸收劑原料，微波暗室磁吸收材料。磁偶極矩產生磁損耗，鐵氧化物(鐵氧體)和羰基鐵是其基本成分RAM吸收電磁波的基本要求是：入射波最大限度地進入材料內部而不在其前表面上反射——使材料的波阻抗與空氣阻抗相匹配進入材料內部的電磁波能迅速地被材料吸收衰減掉，即材料