姚宜东,徐　毅,杨新华,李　文,魏川奇

(北京航天控制仪器研究所,北京 100094)



介质表面电磁波反射和透射能量的分析与计算* 1

姚宜东,徐毅,杨新华,李文,魏川奇

(北京航天控制仪器研究所,北京 100094)

摘要：研究电磁波在介质表面的反射透射特性时，若运用传统的微波二端口网络模型进行分析，容易进入无耗条件下水平极化波和垂直极化波能量不守恒的误区。通过讨论微波二端口网络模型的建模基础和适用条件，分析了在处理介质表面能量问题上该方法存在不足的原因。并针对这些不足，运用麦克斯韦方程组和场分析方法，使用坡印廷矢量建模，引入波阻抗和有效面积，正确计算了反射波和透射波能量的表达式，得到了能量守恒的正确结果。

关键词：介质表面；反射系数；透射系数；微波二端口网络；坡印廷矢量

0引言

平面电磁波入射至介质表面时，会发生反射与折射现象。根据反射波和折射波与原入射波的场强的比值，可以定义反射系数和透射系数(传输系数)[1-2]。对平面电磁波斜入射至分层介质后的反射、折射性质和计算方法，近年来有不少的文章进行过论述，包括分层介质的有效电磁参数[3]、传播衰减[4]、反射特性[5-7]、分界面电磁分析的时域有限差分法[8-9]、全折射全反射性质[10]和介质表面的类柱状波[11]等。在分析介质表面反射波、透射波与入射波的能量关系时，可使用麦克斯韦方程组和场分析方法精确推导反射系数和透射系数。在介质表面无耗的条件下，由能量守恒可知反射波能量与透射波能量之和等于入射波能量。……