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一、简答题

1． 现用一个环形天线来接收电磁波，请根据法拉第电磁感应定律以及均匀平面波的性质，推断一下环的摆放与电磁波的传播方向成什么样的几何关系时接收效果最佳？说明理由。

【答案】环天线主要用来接收磁场，根据法拉第电磁感应定律，对于确定的时变磁场，环天线平面与时变磁场垂直时，穿过环天线的磁通量变化率最大，从而在环天线上产生较大的电动势（电压）。

对于均匀平面波，其重要的性质之一是它为TEM 波，即电场、磁场都与传播方向垂直，因此为了让环天线平面与时变磁场垂直时，则环天线平面应与传播方向一致，这是天线的接收效果最佳。

2． 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。

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 。

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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。

关，即与/的取值有关，现讨论如下：

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，

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：

3． 什么是驻波？它与行波有何区别？

【答案】频率和振幅均相同，振动方向一致，传播方向相反的两列波叠加后形成的波叫驻波。行波在介质中传播时，其波等相面随时间前移，而驻波的波形不向前推进。

4． 简述集总参数电路和分布参数电路的区别。

【答案】集总参数电路和分布参数电路的区别主要有：

（1）集总参数电路上传输的信号的波长远大于传输线的几何尺寸；而分布参数电路上传输的信号的波长和传输线的几何尺寸可以比拟；

（2）集总参数电路的传输线上各点电压（或电流）的大小与相位可近视认为相同，无分布参数效应；而分布参数电路的传输线上各点电压（或电流）的大小与相位均不相同，呈现出电路参数的分布效应。

5． 圆极化波从介质1，选择入射方式和入射角。

【答案】应选择斜入射方式，入射角应等于布儒斯特角，即：

6． 什么是反射定律和折射定律？

【答案】

即反射角等于入射角，就是电磁波的反射定律，称为斯耐尔反射定律。

是电磁波的折射定律，称为斯耐尔折射定律。

入射至介质2, 要得到单一线极化的反射波，如何

二、计算与分析题

7． 矢量

【答案】静电场是无旋场，即对于题中

是否可能是静电场的解? 如果是，则求与之对应的源和电位。

因此该电场可以作为静电场的解。

该静电场的源为由同理

由于在静电场中，φ的值与积分路径无关，比较三个式子可得到

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得到

8． 已知半径为a 的导体球带电荷量为Q , 距离该球球心d=4a处有一电荷q , 求q 受到的电场力。 【答案】镜像电荷分布见图，

图

其中

所以q 受到的电场力是

9． 均匀平面波的磁场强度H 的振幅为

当

（2）求频率和波长。

【答案】（1）设均匀平面波的磁场表达式为：

电场表达式为：

已知该平面波的相位常数则波长

频率

角频率

得均匀平面波的磁场和电场强度矢量函数分别为

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在自由空间沿方向传播，

其相位常数

时，H 在方向。

（1）写出E 和H 的表达式；

相速