2017年西安电子科技大学9024电子信息技术综合知识三之电磁场与电磁波基础复试仿真模拟三套题
● 摘要
一、简答题
1． 简要说明电偶极子远区场的特性。
【答案】电偶极子远区场的特点：
（1）远区场是横电磁波，电场、磁场和传播方向相互垂直； （2）远区电场和磁场的相位相同；
（3）远区场电磁场振幅比等于媒质的本征阻抗，即（4）远区场是非均匀球面波，电磁场振幅与1/r成正比； （5）远区场具有方向性，按sin θ变化。
2． 分别写出已知终端电压、电流和已知始端电压、电流条件下均匀传输线上的电压、电流分布。
【答案】已知始端电压
及电流条件下的电压、电流分布
为特性阻抗。
简写形式：
已知终端电压
及电流条件下的电压电流分布：
简写形式：
3． 试说明为什么矩形波导中不能传输TEM 波。试列举一个能传输TEM 波的导波系统。
【答案】假如在矩形波导内存在TEM 波，由于磁场只有横向分量，则磁力线应在横向平面内闭合，这时就要求在波导内存在纵向的传导电流或位移电流。但是，因为矩形波导是单导体波导，波导内没有纵向传导电流。又因为TEM 波的纵向电场
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，所以也没有纵向的位移电流；同轴
波导。
4． 矩形波导是一个沿z 轴方向无限长的导体腔，波导中电磁波的传播特性由因子其中
【答案】①当②当
分析f 取不同值时波导中电磁波的传播特性。
决定，
式中的f 为电磁波的频率，为波导的截止频率，它与波导的结构有关。
称为传播常数，矩形波导中的电磁波的传播特性与其取值范围有
时，传播常数为实数，由时，传播常数为虚数，由
时，传播常数为零，这是临界情况，波导中不能传播相应模式的波，
为截止角频率 。
知波导中的电磁波为衰减波。矩形波导中不能传播
均为虚数。
知波导中的电磁波为沿正z 方向传播的波，此时，
关，即与/的取值有关，现讨论如下：
相应模式的波，相应的相位常数、波导波长不存在，而波阻抗
传播常数：相位常数：波导波长：相速度：波阻抗：③当
此时传播常数：波数
：截止波长：
5． 说出理想介质和导电介质中均匀平面电磁波性质的差异。
【答案】（1）理想介质均勾平面电磁波性质：①电磁波为横电磁波，电场E 、磁场H 与电磁波传播方向n 三者之间相互正交，且满足右手螺旋关系；②媒质的特性阻抗为实数，电场五与磁场//同相；③为无衰减的行波。
（2）导电介质中均勾平面电磁波性质：①电磁波为横电磁波，电场E 、磁场H 与电磁波传播方向n 三者之间相互正交，且满足右手螺旋关系；②媒质的特性阻抗为复数，电场E 与磁场H 之间存在相位差；③相速与频率有关，损耗媒质为色散媒质，且电磁波为衰减的行波。
6． 写出微分形式麦克斯韦方程组。
【答案】
是时变电场产生时变磁场。
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时变磁场不仅由传导电流产生，也由位移电流产生，该式揭示的
时变电场产生时变磁场。 磁场是无散场，磁通永远是连续的。
某点存在正电荷体密度，该点发出电位移线，若存在负电荷体密度，则电位移线汇聚
于该点。
二、计算与分析题
7． 推导矩形波导中【答案】对于TE 波有
模的场分布式。
应满足下面的波动方程和边界条件：
由均匀波导系统的假设将其代入上式得
式中
该方程可利用分离变量法求解，设其解为
将式（3）代入式（2）中，然后等式两边同除以
得
上式中等式左边仅为x 的函数，等式右边仅为y 的函数，要使其相等，必须各等于常数。于是，该式可分离出两个常微分方程：
同时有
式（4）的通解为
由于在
的边界上
满足
于是将其代入式（7）得
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