电磁场理论习题解读(3)

4. 求相距为一个波长的两电偶极子天线在自由空间辐射的电磁场的分布。已知两电偶极子天线上的电流强度和初相位完全相同。从该例中，你能够得到同类型多元天线辐射的什么特性。

5. 设有一球对称分布的电荷，沿径向以频率?作简谐振动，求辐射场，并对结果给以物理解释。

6. 设有电偶极子天线和磁偶极子天线，它们在空间辐射电磁波能流密度相同。请问用这两个天线如何实现圆极化电磁波的辐射。

7. 为测试天线的性能，将天线放置在如图所示的地表面上（可视为接地的理想导体平面），请问此时测量的结果与真空中电偶极子天线的辐射特性有何不同？在测试过程中，由于不小心，将垂直地表面的天线倒放在地面上，结果导致发射机毁坏，并请解释导致发射机毁坏的原因。

第7题图 第10题图

8. 时变电磁场的镜象法与静态电磁场镜象法在形式上完全相同，分析它们具有相同形式的原因。归纳时变电磁场镜象法的基本结果。

9. 何谓天线的阻抗，天线阻抗与那些因素有关。当天线用作发射时，如果天线的阻抗与发射机的内阻抗不匹配，严重时将导致什么结果，为什么？

10. 应用等效原理，求导体平面上如图所示的圆环缝隙在上半径空间的辐射场。圆环缝隙的内外半径分别为a和b。

11. 利用相控阵天线可以得到很窄的电磁波辐射波束，简述相控阵天线的基本原理，导出在天线阵长度L???(波长)时，相控阵天线波束宽度的近似表达式。将相控阵天线与光栅衍射特性进行比较，讨论两者之间的相同点。

12. 简述雷达的基本工作原理，画出雷达原理框图，说明雷达各主要组成部分的作用和功能。

思考与练习7

1．什么是介质的波阻抗，它是由介质中的电磁波确定，还是由介质本身确定，为什么？电磁波在波阻抗不匹配的界面上要产生反射，而在波阻抗匹配的界面不产生反射，将它与电路理论中的阻抗匹配相比较，体会波阻抗的含义。

2. 等效阻抗的意义是什么？设Z﹥0为介电常数?2的介质空间，在此介质前为一介质薄片，厚度为D，介电常数为?1。平面波自自由空间垂直入射到介质薄片，如图所示。求证当?1??0?2， D??1时（?1为电磁波在介质

4薄片中的波长），电磁波无反射而全部透射。

X

D 自由空间（?0） 介质空间（?2） 入射波 介质薄片（?1）

Z 3. 平面电磁波以??45?从真空入射到?r?2的介质，电场强度垂直于入射面，求反射系数和折射系数。

4. 何谓全反射现象。有一可见平面光波由水入射到空气，入射角为60?，证明这时将发生全反射，并求折射波沿表面传播的相速度和透入空气的深度。设光波在空气中的波长为?0?6.28?10?5cm，水的折射率为n?1.33。

5. 证明在导电介质体内不存在自由电荷分布。

6. 何谓复介电常数、复波数，其实部和虚部的物理意义是什么。 7. 在设计对潜艇通信时，必须考虑海水是一种良导体。为了使通信距离足够远，请就下面两个问题给出你的设计方案。①有两种不同频率ω1和ω2的发射机和接受机，且ω1＞ω2，请问选择那种频率的通信设备？为什么？②有两种