2017年南京大学2301,无线电物理专业综合之电磁场与微波技术复试实战预测五套卷
● 摘要
一、简答题
1. 请写出B-D 形式的场定律的微分形式及其相应的边界条件,并阐明每个方程(包括边界条件)的物理意义。
【答案】(1)形式的场定律的微分形式为
(2)其物理意义为式的含义是指,时变的磁场是电场的涡旋源,可以产生涡旋电场
式的含义是指,电荷
式的含
式的含义是指,磁场没有通量源一一磁荷
式的含义是指,电流和时变的电场是磁场的涡旋源,
可以产生涡旋磁场可以产生电场通量,电荷只有正、负两种
义是指,当空间点上的电荷密度减少时,必有电流密度的净通量。
(3)在介质分界面上满足的边界条件为
(4)其物理意义为分量不连续
;
边界两边电场切向分量连续边界上存在面电流时,两边磁场切向
边界两边磁感应强度法
边界上有面电荷存在时,
电位移矢量法向分量不连续
向分量连续电荷守恒定律在边界上也是成立的。
2. 试述天线近区和远区的定义。
【答案】近区也称菲涅耳区,电场有显著的径向分量,功率流不沿径向,方向图与距离相关;远区也称夫琅和费区,场分量在与辐射方向垂直的横向截面内,功率流沿径向向外。
3. 传输线有哪几种工作状态?相应的条件是什么?有什么特点?
【答案】传输线存在三种不同的工作状态,即行波状态,驻波状态和混合波状态。设载:
当当当
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为负
或无限长传输线时,产生行波状态,在行波状态下或
或
时,产生驻波状态,在驻波状态下
时,产生混合波状态,在混合波状态下
4. 均匀平面波垂直入射到两种理想媒质分界面时,在什么情况下,分界面上的合成波电场为最大值?在什么情况下,分界面上的合成波电场为最小值?
【答案】当均匀平面波垂直入射到两种理想媒质分界面时,
的位置时,分界面上的合成波电场为最大值。
的位置时,分界面上的合成波电场为最小值。
5. 时谐场的瞬时坡印廷矢量与平均坡印廷矢量有何关系?是否有
【答案】二者关系为:
没有
成立。
6. 试简述磁通连续性原理,并达写出其数学表式。
【答案】磁通连续性原理是指:磁感应强度沿任一闭合曲面的积分等于零,或者是从闭合曲面S 穿出去的通量等于由S 外流入S 内的通量。
其数学表达式为
二、计算与分析题
7. 证明(1)常矢量。 【答案】⑴
(2)
(3)
其中
为一
(2)(3)设
则
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故
8. 自由空间的均匀平面波的电场表达式为
式中的
为待定量。求:(1)此平面波的频率f ; (2)
的值;(3)磁场强度
;(4)若此
平面波斜入射到位于z=0的无限大理想导体平板上,求导体平板的电流密度【答案】(1)由电场表达式得知
又
于是解得
(2)在均匀平面波中,的方向与传播方向相互垂直,于是得到
解得
(3)磁场强度为
(4)该平面波入射后的反射波为
合成波的场量为
导体板上的电流密度为
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和电荷密度。