郑州大学周小平绪论第1章.ppt

电磁场与电磁波

;;绪论;二、电磁场理论在专业课学习中的地位和作用;②、特别是无线电技术，完全是在电磁场理论研究的根底上创造、开展起来的：;

这个预言于1888年被德国物理学家赫兹的实验结果所证实，从而导致无线电通信的创造，展现了电磁场与电磁波应用的广阔前景。

1895年，波波夫〔俄〕和马克尼〔意大利〕各自独立地实现了电磁波通讯试验，开始了无线电技术的新纪元。;;一些常见的天线和馈线;中、短波发射天线;卡塞格仑天线;MMDS-A型微波天线;对数周期天线;;要掌握天线发射和接收电磁波的机理和性能，必须掌握电磁场与电磁波的根本理论和技术。

要掌握电磁波传输的机理和性能，了解构成导波系统的元件和器件的性能，就必须掌握电磁场与电磁波的根本理论和技术。

要掌握电磁波传播的机理和性能，了解电磁波在水下或地下如何传播，了解在地面站和卫星之间如何传播，就必须掌握电磁场与电磁波的根本理论和技术。

总之，一切无线电工程系统，如前面提到的移动通信、卫星通信、雷达、电视、微波遥感……都包含许许多多电磁场与电磁波的根底理论问题，而且不断地对以电磁场与电磁波为根底理论的无线电技术、微波技术提出新的课题。因而电磁场与电磁波根底理论将始终发挥着重要作用，且不断扩充其应用领域。;③、当前，电磁场理论在一些前沿学科，例如：光纤通信、

超导研究、电子对抗、电磁兼容、生物电磁学、环境

电磁学等领域中，仍起着十分重要的作用。;生物电磁学也是与电磁场相关联的一门新学科，它研究电磁场与生物系统的相互作用、相互影响的关系，电磁场与电磁波无疑是其讨论的理论依据。;例1：电子对抗〔电子战〕;②、隐身技术：利用电磁波吸收、散射(外形、涂料)……，使雷达接收不到回波信号。庞大的B－2B轰炸机的雷达截面仅和天空中的一个小鸟相当，以至于眼睛都看到飞机了，雷达还找不到。;例2：电磁兼容;B1轰炸机的机头上装有大量的电子设备，别离试验时

这些设备都符合技术标准，把这些设备装上机头再测试??

许多设备的性能大幅度下降，经过专家们大量的试验和分

析，发现是由于这些设备之间相互的电磁干扰造成的。;英国、阿根廷马尔维纳斯群岛战争中(1982年)，英国谢菲尔德号导弹驱逐舰上的雷达和通信系统互相干扰，为了确保通信不受干扰而暂时关闭了本舰雷达，导致没有及时发现来袭的飞鱼导弹，造成舰毁人亡的后果。;⑵、电磁兼容的定义;可以看出：许多新技术的产生和开展都与电磁理论的

研究有关，有的专家指出：电磁场理论的研究是一个新技

术的生长点。;3、电磁理论与电路的关系;例：①、在稳恒、低频的条件下〔λ＞＞电路的尺寸，沿电路，电压、电流的幅度、相位处处相等〕，电路中的电阻可用等效电阻代替，电场的能量都是集中在电容器中,磁场的能量都集中在电感器中，R、C、L都是集中系数——可用电路的方法〔电路分析、模拟电路〕〔也可用场的方法〕;②、对一些高频、微波问题〔λ与电路的尺寸L可比，或λ＜L〕，沿导线电感〔如图〕，不能用集中的电阻器、电容器、电感器代替，称为分布电阻、分布电容、分布电感。可用分布系数电路*计算，而这些分布系数需要用场的方法计算——场和路的方法结合。;总之，“场”和“路”是研究电磁??象的两种方法，对

我们系的同学来说，都应当很好的掌握。;

;第1章矢量分析;2、矢量加减法;两矢量的夹角;4、两矢量的矢量积〔叉乘、叉积、矢积，结果是矢量〕：

A×B＝C〔1.6〕;5、两矢量的混合积:

A·(B×C)=B·(C×A)=C·(A×B〕;;1.3矢量场和标量场;以电场为例：电场中每一点都可以定义一个电场强度矢量E1、E2…(一一对应)，这些矢量的总和构成一个矢量场E(x,y,z〕，矢量场可以用场线表示，例如：电力线……;1.4三种常用的正交坐标系

1、直角坐标系

直角坐标系中三个相互正交的单位矢量是、、，满足如下的关系

任一矢量A在直角坐标系中可以表示为

直角坐标系中的位置矢量为

;;圆柱坐标系中的三个坐标分量是r、φ、z，它们的变化范围分别是0≤r＜∞，0≤φ≤2