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1、2.3 矩形波导中的TE10模 在矩形波导中，TE10型波的截止波长最长且无简并波型存在，因此最易实现单模传输。 再加之它的场分布最简单，单模工作频带又宽，使得在实际微波电路中，矩形波导几乎都以TE10模 式传输。通常将TE10模称为矩形波导中的主波型。一、TE10模的场结构 场结构对正确设计和使用各种微波元器件，对所需模式采取正确地激励、耦合的方式都非常有意义 取m=1，n0，代入TE波的表达式（2.41）中，得到TE10模的场分量表示式 场结构如图所示以下从场结构，电流分布，功率，等效阻抗等方面介绍TE10模传播方向g/2ba其他模式场结构TE10TE20矩形波导中的矩形波导中的TETE1
2、010模模其他模式场结构TE10TE01TE02矩形波导中的矩形波导中的TETE1010模模其他模式场结构若TE10模的电场及磁场沿y方向呈cos 分布则得到TE11模的场结构TE11TE21TE22矩形波导中的矩形波导中的TETE1010模模其他模式场结构TM11 TM21TM22矩形波导中的矩形波导中的TETE1010模模l波导中电磁力线的结构.docTE10模的管壁电流分布 在波导内部空间有电磁波传输时，其高频电磁场将在波导壁上产生高频感应电流。式中 为波导内壁的法向分量，JS为面电流密度，Ht为表面上的切向分量磁场。JS的 大小等于波导内壁表面上的磁场切向分量的大小，其方向按右手螺旋法
3、则确定。由波 导内磁场分布可绘制出壁电流分布图在微波波段，场对良导体的穿透深度非常小（数量级为微米），因此可以认为管壁 上这种电流是面电流。电流分布可由波导管壁附近的磁场分布来决定， 矩形波导中的矩形波导中的TETE1010模模波导开缝了解波导的壁电流分布具有实际意义 波导管壁上开缝 计算波导损耗 一些槽缝希望不发生显著的辐射以避免对波导内电磁场波形的扰动和破坏，这就 应使槽缝尽量不切断电流线，必须顺着电流的方向开槽缝 在波导宽壁中心，因为横向电流为零，这时沿着中心线开纵向窄槽缝（缝隙宽度 d1.8a时 Pbr功急剧下降 所以，对给定波导其频率一般在 ac来判定该波导中传输或截止的波型种类 全
4、部截止区TE11TM01 TE21 TE01 ,TM11TE31 TM21TE12TM02a 2a 3a 4a 圆波导中的电磁波圆波导中的电磁波模式简并在圆波导中有两种简并一种是“EH”简并，或称为波型简并; 另一种叫做“极化简并”。J0(x)=J1(x)所以零阶贝塞尔导数函数与一阶贝塞尔函数具有相同的根，即0iv1i 。也就是说 ，TE0i 型波与具有相同i值的TM1i 型波具有相同的c值，这就是圆波导中的EH简 并 对于“极化简并”，从场分量式中可以看到，当n0，场随的变化有cosn和sinn 两种可能性，两者表示形状相同的两种场分布，其极化面旋转了900, 故应看成两种波型 ，但具有相同
5、的c值，这种简并称为“极化简并”。除n=0的情况以外，所有的TE模和 TM模都存在极化简并。 圆波导中的电磁波圆波导中的电磁波“EH”简并 的原因是零阶贝塞尔函数导数与负的一阶贝塞尔函数相等，即圆波导中常用的三种模式圆波导中基模TE11是极化简并波型，因此用它很难实现单模传输。但圆波导在某些特 定场合仍得到应用。下面介绍三种常用的模式：TE11 , TM01 , TE01。 TETE1111模模TE11模是圆波导中的主型波，它的截止波长c=3.41a，11=1.841，代入场解表达式 有其场分布如图所示。圆波导中的电磁波圆波导中的电磁波由图可见，圆波导的TE11模和矩形波导中的TE10很相似，
6、因此很容易 被矩形波导中的TE10所激励。实用中的波型变换器正是利用这 个特点，实现了矩形波导TE10模与 圆波导TE11模的波型转换，右图就 是这种波形变换器的示意图。 TE11模存在着极化简并现象, 波型的极化面会 产生旋转(如右图), 所以一般不用其传输能量,通常 用在特殊场合，比如避免收发共用天线的耦合 此外，铁氧体法拉第旋转器件, 极化衰减器中也 采用TE11模. 圆波导中的电磁波圆波导中的电磁波圆波导中常用的三种模式圆波导中常用的三种模式圆波导中的电磁波圆波导中的电磁波圆波导中常用的三种模式圆波导中常用的三种模式波型变换器TM01模TM01模的截止波长次之 c=2.62a，v01=
7、2.405，代入场解表达式得场结构如右图所示从场场分布图图可看出该该模式的几个特点：该该模式的场结场结 构比较简单较简单 ，磁场场只有沿圆圆 周方向的分量，因此磁力线为线为 横截面内的圆环圆环 ，这样这样 也导导致壁电流只有纵向分量；电场有两个分量，即Ez和Er，在r=0处，也就是轴心处，有较强的纵向电场，可以有 效地和轴向运动的电子流交换能量，一些微波管和电子直线加速器所用的谐振腔和慢 波系统往往是由这种波型演变过来的。 从场分量表示式还可看出，该模式的各分量均与变量无关，因此场分布是轴对称的 ，正是场分布的这种轴对称性质，使得该模式适用于作雷达天线与馈能波导之间的旋转 关节。 此波型不是圆
8、圆波导导中的最低模式，故在使用时时必须设须设 法避免 该模式还有一个重要特点就是没有简并波。 圆波导中的电磁波圆波导中的电磁波圆波导中常用的三种模式圆波导中常用的三种模式TE01模除低次模以外，在圆波导中还常用一种高次模式 TE01模, 其截止波长为c=1.64a， 01=3.832，代入场解表达式得场结构如右图所示从场分量表示式可看出，该模式的各分量均与变量无关，因此场分布是轴对称的，电 场只有分量，电力线为横截面内的一个个同心圆，故将这个模式也称为“圆电模式” 磁场有r和分量，磁力线在纵剖面上呈平面闭合曲线，但在ra 附近，只有磁场的纵 向分量，所以壁表面电流只有分量, 这是此模式的一个非常重要的特点。正是由于只有 环状电流，使得其衰减常数随着频率的升高是单调下降的，在毫米波段此特点尤为显著 由于这个特点，使得这个模式特别适用于作高Q谐振腔的工作模式，也特别适用于毫米 波远距离波导通信。作为电子设备的连接线和雷达的馈线用于实际中 由于该模式是圆波导高次模，使用时应抑制杂波。通常采用螺旋形密绕绝缘导线波导和环 状波导 。其作用是相当于在圆波导壁上开了许多环形的窄缝，这些缝对只有环状电流的TE01 模式基本没有影响，而对其它干扰模式形成强辐射缝， 这样保证只有TE01模存在。 圆波导中的电磁波圆波导中的电磁波圆波导中常用的三种模式圆波导中常用的三种模式
