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2017年中国传媒大学电磁场与微波技术9064复试仿真模拟三套题

  摘要

一、简答题

1. 什么是入射平面?什么是垂直极化入射波?什么是平行极化入射波?

【答案】在斜入射的情况下,将入射波的波矢量与分界面法线矢量构成的平面称为入射平面。若入射波的电场垂直于入射平面,则称为垂直极化入射波。 若入射波的电场平行于入射平面,则称为平行极化入射波。

2. 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,反射系数大于0? 在什么情况下,反射系数小于0?

【答案】均匀平面波垂直入射到两种理想媒质分界时,当当

3. 设任一矢量场为

写出其穿过闭合曲线C 的环量表达式,并讨论之。

【答案】定义矢量场环绕闭合路径C 的线积分为该矢量的环量,其表达式为

讨论:如果矢量的环量不等于零,则在C 内必然有产生这种场的旋涡源;如果矢量的环量等于零,则我们说在C 内没有旋涡源。

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。

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

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:

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时,反射系数

时,反射系数

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。

③当时,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 。

此时传播常数:波数

:截止波长:

5. 什么是洛仑兹条件?为何要引入洛仑兹条件?在洛仑兹条件下,A 和满足什么方程?

【答案】

可使问题的求解得以简化。

在洛仑兹条件下,A 和满足的方程

6. 写出恒定磁场中的安培环路定律并说明:磁场是否为保守场?

【答案】恒定磁场中的安培环路定律为

因为电流密度不为零,所以磁场不是保守场。

称为洛仑兹条件,引入洛仑兹条件不仅可得到唯一的A 和

同时还

二、计算与分析题

7. 由导体板构成一槽形区域,在y 、z 方向无限延伸,其截面及边界上的电位如图1所示。试求:此区域中的电位。

图1

【答案】由图可以看出,槽内电位将随x 、y 变化,而与z 无关,属于二维场。如能将该问题分解为两个场的叠加,求解将变得比较容易。对原问题的分解如图2所示。

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图2 (i ) 图2(ii )

(1)图2(i )中可以视为板面极大的平板电容器,其电场即

其电位仅随x 变化,依据给定的边界条件可得

(2)图2(ii )中,电位函数必须满足的边界条件为

由边界条件确定

的基本形式为

利用边界条件确定常数 由又由

知得到

均匀分布,

此时,电位函数变为

由由

得到得到

由此得知

等号右端为傅里叶级数,其系数

代入得到

所以得到槽内的总电位为

8. 什么是矢量场的通量?通量的值为正、负或0分别表示什么意义? 【答案】矢量场F 穿出闭合曲面S 的通量为:

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