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1、,波传输,波截止,为实数：,为虚数 =-j：,第7章 导行电磁波,导波系统是指引导电磁波沿一定方向传播的装置，被引导的电磁波称为导行波。 在给定的边界条件下，定向传输的电磁波称为导行电磁波。引导电磁波的装置成为导波装置。 均匀导波装置，截面尺寸、形状、材料不变的导波装置。,同轴线把电磁波封闭在内、外导体间，避免能量辐射；若波长缩短，同轴线的尺寸很小，衰减增大，功率容量降低。,平行双导线是最简单的TEM波传输线，适用于短波波段，导线间的距离必须比波长小的多，否则会造成能量辐射，一般应用于波长大于1m的情况，如果工作波长在缩短，双线的距离必须更小，但直径和距离不可能无限小，因此在微波波段使用同轴线
2、。,波导是用金属管制作的导波系统，电磁波在管内传播，损耗很小，主要用于 3GHz 30GHz 的频率范围。,场的横向分量, 场的纵向分量,设导波装置由无限长理想导体和各向同性的理想介质组成，且介质均匀填充于金属波导管中，波导管中无自由电荷和传导电流。,取z轴为波导的轴线，则波在波导中(介质中）沿z向传播,边界条件,边界条件,如果 Ez= 0， Hz= 0，E、H 完全在横截面内，这种波被称为横电磁波，简记为 TEM 波，这种波型不能用纵向场法求解； 如果 Ez 0， Hz= 0 ，传播方向只有电场分量，磁场在横截面内，称为横磁波，简称为 TM 波或 E 波； 如果 Ez= 0， Hz 0 ，传
3、播方向只有磁场分量，电场在横截面内，称为横电波，简称为 TE 波或 H 波。,7.1.1 TEM 波： Ez= 0， Hz= 0,单导体波导中不能传输TEM波。 如果波导中存在TEM波，有一磁场只有横向分量，则磁力线应在横向平面内闭合，这就要求在波导内存在纵向的传导电流或位移电流。,7.1.2TE波和TM 波,7.2 矩形波导,7.2.1 矩形波导中的TE波,电场的切向边界条件,电场的切向边界条件,TEmn模的场分布(7.2.20)(7.2.22d),m和n不能同时为0。,TEmn模截止=,TEmn模传输=j,截止/临界=0 （由波导尺寸和介质决定）,一般取ab，波导TE模的最低次模为TE10
4、模。,例7.2.2 在尺寸为ab=22.86mm10.16mm的矩形波导中，传输TE10模，工作频率10GHz。(1)求截止波长c、波导波长g和波阻抗ZTE10;(2)若波导的宽边尺寸增大一倍，上述参数如何变化？还能传输什么模式？（3)若波导的窄边尺寸增大一倍，上述参数如何变化？还能传输什么模式？,解:(1),（2）,能传输TE10,TE20,TE30模式。,（3）,能传输TE10,TE01,TE11，TM11模式。,例1 空心矩形波导的尺寸为a=8cm，b=4cm，求TE模式的前4个模式及各模式的截止频率；如果工作频率为4GHz，有哪些TE模式传输？,TE10,TE01,TE20,TE11 ， TM11,前5个TE模式从低到高依次为TE10 、 TE01和TE20 、TE11。,4GHz时传输的TE模式为TE10 、 TE01和TE20。,1 相移常数和截止波数的关系,7.1.3 导行波的传输特性,2 相速与波导波长,对于行波,
