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1、规则波导中的电磁波规则波导中的电磁波纵向传输函数的表达式纵向传输函数的表达式各分量的表达式 四个分量均可用纵向分量表示 相移常数 传输特性 相速 导行波的波长称为波导波长 波阻抗某个波型的横向电场和横向磁场之比称为波阻抗，表达式为 传输功率= 约束或导引电磁波的能量沿一定方向传输的结构称为导波结构，在这种导波结构中传输的电磁波称为导行波 1.横电磁波 波的特征 和 只有横向电场和磁场的波，称为横电磁波，简称TEM波。2.2.3导行波分类导行波分类(a) 横电波（TE波） 横电波特征 , 满足的边界条件 (b) 横磁波（TM波）横磁波特征 ， 即磁场是横向的，而电场有纵向分量，简称TM波。它满足
2、的边界条件2.3 矩形波导矩形波导图2-1 矩形波导 矩形波导是微波工程中应用最为广泛的传输系统之一，矩形波导通常由金属材料制成，截面为矩形，内部为空气，如图2-1所示，a为矩形波导的宽边，b为窄边。2.3.1矩形波导中的场矩形波导中的场由前面分析，矩形波导中只能传输TE 波和TM，以下分别讨论。（1）TE 波横电波,四个场分量（2）TM 波TM波有TM波的场分量时空状态的表达式 2.3.2 矩形波导中的传输特性矩形波导中的传输特性 (1) 截止波数与截止波长 由前面分析可知，矩形波导模和模的截止波数均为(2) 主模与单模传播 一般情况下矩形波导中的a b，所以TE10波的截止频率要比TE01
3、波的截止频率低具有最低截止频率的模式称为主模，所以TE10波是矩形波导的主模, 由前面分析可知，工作波长小于截止波长的模式都可以在矩形波导中传播, 因此，对于给定的工作波长，波导中可以存在多种传播模式, 如图2-2所示为矩形波导中各种模式的截止波长分布图（设2ba），分为三个区域：图 2-2 矩形波导中模式截止波长分布(2ba) 要求矩形波导工作在单模工作区，即要求以TE10波传播，因此，为了保证矩形波导中仅仅传播TE10波，须满足(3) 主模TE10 波的场分布(b)(a) 图2-3 矩形波导TE10 波的场分布图2.4 圆形波导圆形波导图2-4 圆形波导示意图 圆形波导是截面为圆形的空心金
4、属波导，简称圆波导, 如图2 - 4 所示。圆波导具有加工方便、双极化、低损耗等优点，它也是应用较广泛的波导。圆波导的分析方法与矩形波导的基本相似，只是横截面形状不同，在这里采用柱坐标系2.4.1圆波导中的场圆波导中的场(1)TM波的场分量全部场分量 2.5 同轴线中的导行波同轴线中的导行波 同轴线结构示意图如图2-6所示，它是一种由内、外导体构成的双导体传输线，也称为同轴波导，a和b分别为内外导体的半径，同轴线中的主波型是TEM波，是无色散波。为了确保同轴线中的TEM波的单模传输，必须抑制高次模的产生。本节仅介绍其中的TEM波的场分量表达式及其特性。图2-6 同轴线结构及其柱坐标系2.6 微
5、带传输线微带传输线 微带传输线有两种形式，分别为带状传输线和微带线。带状传输线的结构如图2-8a所示，上下面是接地板，中间有宽度为w，厚为t的导带，内部充有厚度为h的电介质，它可看作是由同轴线演化而来的，演化过程如图2-9所示。图 2-8 带状线结构及场分布图 2-9 带状线的演化过程2.6.1 带状线带状线 带状线属双导体类传输线，传输的主模是TEM模，也存在高次TE和TM模。 对于带状线的分析可以用传输线理论来分析。表征带状线的主要特性参量有传播常数、相速、相波长和特性阻抗。 图 2-11 微带线及其场结构2.6.2 微带线微带线微带线可看作是由平行双导体系统演变而来的， 图2-12 微带线演化过程及结构
