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第4章规那么金属波导
微波传输线是用来传输微波信号和微波能量的传输线。微波传输线的种类
很多,比较常用的有平行双线、矩形波导、圆波导、同轴线、带状线和微带线等。
导波系统中的电磁波按纵向场分量的有无,可分为以下三种波型〔或模〕:
〔1〕横磁波〔TM波〕,又称电波〔E波〕:H0,E0
zz
〔2〕横电波〔TE波〕,又称磁波〔H波〕:E0,H0
zz
〔3〕横电磁波〔TEM波〕:E0,H0
zz
其中横电磁波只存在于多导体系统中,而横磁波和横电波一般存在于单导体系统
中,它们是色散波。
4-1电磁场理论根底
一、导波概念:
1、思想
〔1〕导波思想:
〔2〕广义传输线思想:
〔3〕本征模思想
.
2、方法:
波导应该采用详细措施
〔1〕坐标匹配
〔2〕别离变量法
〔3〕边界确定常数
二、导行波的概念及一般传输特性
1、导行波的概念
1〕导行系统:用以约束或引导电磁波能量定向传输的构造。
其主要功能有二:
〔1〕无辐射损耗地引导电磁波沿其轴向行进而将能量从一处传输至另一
处,称这为馈线;
〔2〕设计构成各种微波电路元件,如滤波器、阻抗变换器、定向耦合器
等。
导行系统分类:按其上的导行波分为三类:
〔1〕TEM或准TEM传输线,
〔2〕封闭金属波导,
〔3〕外表波波导〔或称开波导〕。如书上图1.4-1
2〕规那么导行系统:无限长的笔直导行系统,其截面形状和尺寸,媒质分布情
.
况,构造材料及边界条件沿轴向均不变化。
3〕导行波的概念
能量的全部或绝大部分受导行系统的导体或介质的边界约束,在有限横截
面内沿确定方向〔一般为轴向〕传输的电磁波。简单地说就是沿导行系统定向传
输的电磁场波,简称为“导波〞。由传输线所引导的,能沿一定方向传播的电磁
波称为“导行波〞。导行波的电场E或磁场H都是x、y、z三个方向的函数。
导行波可分成以下三种类型:
〔1〕横电磁波〔TEM波〕:〔TransverseElectronicandmagneticWave〕
各种传输线使电磁能量约束或限制在导体之间空间沿其轴向传播,其
导行波是横电磁〔TEM〕波或准TEM波。
TEM波的特征是:电场E和磁场H均无纵向分量,亦即:。
E0,H0
zz
电场E和磁场H,都是纯横向的。TEM波沿传输方向的分量为零。所以,这种
波是无法在封闭金属波导中传播的,只能在导体之间的空间沿其轴向传播。
〔2〕横电〔TE〕波和横磁〔TM〕波
封闭金属波导使电磁能量完全限制在金属管内沿轴向传播,其导行波是横电
〔TE〕波和横磁〔TM〕波。
〔a〕横电波〔TE波〕:
TE波即是横电波或称为“磁波〞〔H波〕,其特征是E0,而H0。
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