第10章波导概述.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 波导中横向电场ET与横向磁场HT复振幅之比。 波阻抗 电磁场与电磁波 第十章 波阻抗 TM波： 电磁场与电磁波 第十章 波阻抗 TE波： 由 电磁场与电磁波 第十章 波阻抗 讨论:当ffc,波阻抗趋于媒质本征阻抗;当ffc, 波阻抗为虚数,纯电抗 电磁场与电磁波 第十章 TE/TM波的参数 例： 已知矩形波导的截面尺寸为a×b＝23mm×10mm，试求当工作波长λ＝10mm时,波导中能传输哪些模式?λ＝30mm呢？ 传输条件： TE10：46mm 20:23mm 30:15.3mm 40:11.5mm 50:9.2mm TE01：20mm TE02：10mm TE/M11：18.34mm 21：15.09mm 31：12.17mm 41：9.97mm TE/M12：9.77mm 指两种模式具有相同截止波长的现象。例如，矩形波导中的TE11模和TM11模简并。 简并 电磁场与电磁波 第十章 模式的简并 以 a=2b 的波导中TE波为例： 电磁场与电磁波 第十章 最低次模 截止波长最大的模式，也是波导中最不容易截止的模式,即最易传输的模 最低次模 以 a=2b 的波导为例： TE10模 TE20模 TE01模 TE30模 TE02模 TE11模 TE波的最大截止波长 电磁场与电磁波 第十章 最低次模 TE10模是TE波各种模式中的最低次模。. 同理： TM波的最大截止波长 a 2b的矩形波导中最低次模是TE10 以图中 a 2 b 的波导为例： 电磁场与电磁波 第十章 单模传输 当 时，只传输TE10模。 单模传输 a=1.5b时的单模传输条件？ 避免能量耦合 激励简单 电磁场与电磁波 第十章 TE10模的场分量及参量 m=1 n=0 TE10模 电磁场与电磁波 第十章 TE10模的场分量及参量 TE10模的场分量 电力线竖直方向, 且不闭合。磁力线水平环绕, 且都闭合。 电磁场与电磁波 第十章 TE10模场结构的特点 (1) Ey与Hz有90°的相位差，在波导中沿x方向的坡印廷矢量的平均值为零。 (2) Ey与Hx没有相位差。Ey与Hx形成了沿z方向传输的能量。 TE10波场结构的特点 电磁场与电磁波 第十章 TE10模场结构的特点 (3) TE10波的电场只有Ey分量，则其电力线和波导的上、下宽边相垂直。Ey沿x方向是正弦规律分布的，在波导宽边中心Ey最大，往两边逐渐减小，到x=0、a处，Ey=0。 电磁场与电磁波 第十章 TE10模场结构的特点 (4) TE10波的磁场，包含Hx、Hz两个分量。由它们所构成的闭合磁力线，则是与波导的宽面相平行的。 （4）矩形波导壁上的电荷和电流分布 电磁场与电磁波 第十章 TE10模场结构的特点 边界条件： 电磁场与电磁波 第十章 TE10模的参量 1）截止波长和截止频率 2）相移常数β 3）波导波长 TE10模的参量 4）相速度 5）群速度 6）波阻抗 电磁场与电磁波 第十章 TE10模的参量 TE10模的参量 电磁场与电磁波 第十章 矩形波导中的能量传输 矩形波导中的能量传输 对于TE10波： 设：Eb为波导的击穿场强，则沿波导传输的极限功率为： 一般取容许功率为： 波导中的衰减（损耗） 电磁场与电磁波 第十章 矩形波导中的衰减 1. 矩形波导中填充的是非理想介质（良介质） 2. 矩形波导四壁采用的是非理想导体（良导体） 1. 良介质（非理想介质） 电磁场与电磁波 第十章 矩形波导中的衰减 2. 良导体（非理想导体）