问答题
电磁场与电磁波部分
问答题
同轴线内、外导体的半径分别为a和b，证明其所存储的电能有一半是在半径为
【正确答案】
【答案解析】证明：设内、外导体单位长度带电分别为+ρ
l
和-ρ
l
，则同轴线内、外导体之间的电场为
如果将同轴线内单位长度存储的能量记为W，而将从a到c单位长度的存储能记为W 1 ，即
令
，得
，即以。为半径的圆柱内静电能量是整个能量的一半。
又∵
所以
如果将同轴线内单位长度存储的能量记为W，而将从a到c单位长度的存储能记为W 1 ，即
令
，得
，即以。为半径的圆柱内静电能量是整个能量的一半。
又∵
所以
问答题
已知无限大区域内，在x＜0区域内填充有磁导率为μ的均匀电介质，x＞0区域内为真空。分界面上有电流I沿z轴方向，计算空间中的磁感应强度和磁场强度。
【正确答案】
【答案解析】解：由磁场边界条件n·(B
2
-B
1
)=0知，在介质分界面上磁感应强度B相等，
由安培环路定律得：πrH 1 +πrH 2 =I，其中B 1 =μH 1 ，B 2 =μ 0 H 2
所以
由安培环路定律得：πrH 1 +πrH 2 =I，其中B 1 =μH 1 ，B 2 =μ 0 H 2
所以
问答题
已知平面电磁波电场强度为：E=[(2+3j)·e
x
+4·e
y
+3·e
z
]e
j(1.8y-2.4z)
，请写出电场的传播方向、极化方向，判断该电磁波是否为横电磁波?
【正确答案】
【答案解析】解：∵电场强度可写为E=[(2+j3)e
x
+4e
y
+3e
z
]e
-j3k·r
∴传播方向为
∵
∴该电磁波为横电磁波。
令
∴传播方向为
∵
∴该电磁波为横电磁波。
令
问答题
假设有一电偶极子向空间辐射电磁波，已知在垂直它的方向上100km处的磁场强度为100μV/m，求该电偶极子的辐射功率。
【正确答案】
【答案解析】解：天线在远区场产生的电场强度大小为
，在垂直电偶极子方向上F(θ，φ)=1，∵电偶极子方向系数D=1.5
∴
，在垂直电偶极子方向上F(θ，φ)=1，∵电偶极子方向系数D=1.5
∴
问答题
同轴漏电线，可通过在同轴线上开缝等操作，使线内电磁场能量耦合到外界，或通过相反的途径将外部电磁能量耦合到同轴线内，试说明如何计算同轴漏电缆的传输损耗和耦合损耗，举例说明它的一种工程应用及其原理。
【正确答案】
【答案解析】解：(1)传输损耗的计算：
同轴漏电缆的传输损耗一般包括三部分：1)导体损耗；2)介质损耗；3)辐射损耗。
α=α c +α d +α r
上式中，α一表示漏泄电缆的传输损耗；
α c —表示漏泄电缆的导体损耗；
α d —表示漏泄电缆的介质损耗；
α r —表示漏泄电缆的辐射损耗；
(2)耦合损耗的计算：
同轴漏电缆的耦合损耗可以使用以惠更斯原理为依据的近场外推远场方法，从CST的FDTD仿真中导出电缆周围电场值，结合Matlab编程软件求得远区观察点的场分布，进而求得耦合损耗。
(3)同轴漏电线的工程应用：开槽的泄漏同轴线可作为建筑内部天线使用，缝隙相对于开槽天线。
同轴漏电缆的传输损耗一般包括三部分：1)导体损耗；2)介质损耗；3)辐射损耗。
α=α c +α d +α r
上式中，α一表示漏泄电缆的传输损耗；
α c —表示漏泄电缆的导体损耗；
α d —表示漏泄电缆的介质损耗；
α r —表示漏泄电缆的辐射损耗；
(2)耦合损耗的计算：
同轴漏电缆的耦合损耗可以使用以惠更斯原理为依据的近场外推远场方法，从CST的FDTD仿真中导出电缆周围电场值，结合Matlab编程软件求得远区观察点的场分布，进而求得耦合损耗。
(3)同轴漏电线的工程应用：开槽的泄漏同轴线可作为建筑内部天线使用，缝隙相对于开槽天线。