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可以注意到,圆波导中TE11波与矩形波导TE10波极相似，因此微波工程中方圆过渡均采用TE11模。 但是，TE11模有两种极化方向，存在极化简并，因此一般很少用于微波传输线，而只用于微波元件。 方圆波导变换器 * 2. 轴对称波型——TM01模 TM01模由于具有圆对称性不存在极化简并模，因此适用于微波天线馈线旋转铰链的工作模式。 由于其波导内壁电流只有纵向分量，便于和电子交换能量，可作电子直线加速器的工作模式。 * TE01模TM01模都是轴对称模， TM01模是截止波长最长的高次模式。 3. 损耗最小的——TE01模 TE01模是圆波导的高次模式, 它与TM11模是简并模。 它也是圆对称模，故无极化简并。 和波导壁相切的磁场只有Hz分量，故壁电流只沿圆周流动而无纵向分量 电力线不终止于波导壁而呈圆形闭合线。 * 传输线类型 主 模 截止波长 单模传输条件 矩形波导 TE10模 2a 圆波导 TE11模 3.14R 同轴线 TEM模 ? 带状线 TEM模 ? 微带线 准TEM模 ? 各类主要传输线内传输的主模及其截止波长和单模传输条件 * 本章小结 不同的导波装置上可以传播不同模式的电磁波。 波导内是色散传输系统，不可能存在TEM波，只能传播各种模式的TM波和TE波。 波导具有高通滤波器的特性；只有当工作频率高于某一截止频率时，波的传播才成为可能。 矩形波导和圆形波导的场分布及其传输特性。 矩形波导主模TE10模的场分布和特性参数（波长，阻抗，相速和群速，传输功率），波导尺寸的选择。 几种常用圆波导特点以及应用领域（主模TE11，圆对称模TM01，低损耗模TE01） * * 截止波长 5.2.2 矩形波导的传输特性 1、 截止波数与截止波长 由TM,TE波的场分量可知, 矩形波导TEmn和TMmn模的截止 波数均为（a，b单位为cm） * 当波导横截面尺寸一定时，对于不同的m,n 有不同的截止波长 主模:在 波导中截止波长λc最长的导行模，其他波型为高次模 矩形波导中主模为TE10模。 实用中基本上都是工作在TE10单模模式。 对于相同的m和n，TEmn和TMmn模是简并模。他们场分布不同，但具有相同的传输特性。 此时, 相移常数为 简并模： 在波导系统中，将具有相同的截止波长的传输模 λ=2π/k，为工作波长。 * 为实数，TE、TM波正常传播。 为零，临界状态，沿Z方向无能量传输，无相位位移。（即没有波传播） 为虚数，截止状态，TE、TM波沿Z方向按指数规律“衰减”。 由此可见，一个模能否在波导中传输取决于波导结构和工作频率（或波长），这也反应了波导的高通特性，只有频率大于截止频率的波，才能在波导中传输。 * 通过传播因子 来看看电磁波在波导中能否传播。 BJ-100波导各模式截止波长分布图 要使波导单模传输，则只能采用TE10模式，否则波导中 将存在多种模式。 要实现单模传输，必须保证： 单模有最大带宽 * 即 当波导尺寸满足 时 矩形波导传输条件为 2. 相速度和相波长 3. 群速度 矩形波导内的相速度和群速度均为频率的函数， 则TE,TM波均为色散波 * 　 例5.1　BJ-32型波导： （1）当工作波长为6cm时，波导中能传输哪些模式? （2）为保证单模传输，工作波长范围应为多少? （3）传输TE10模，相邻两波节点的距离为10.9cm，λ和λp？ （4）波导中传输工作波长为10cm的TE10模时，λp、vp及vg？ 　解（1）BJ-32型波导　　　　　　 * （2）为保证单模传输，工作波长范围应为 (3) 两波节点距离:10.9cm,波导波长 * 光速 （4）当波导中传输工作波长为10cm的TE10模时， 　　　　　　　　　　　　　　　　 5.2.3 矩形波导中模式的场结构图 场结构图： 用电力线和磁力线的疏密来表示电场和磁场的强弱，其中，实线代表电力线；虚线代表磁力线。 所有场模式遵循的五个原则 电力线与导体表面垂直 电力线可以环绕交变磁场形成闭合曲线，也可以是不闭合曲线，但电力线不能相互交叉 磁力线与导体表面平行 磁力线总是环绕交变电场形成闭合曲线，磁力线不能相互交叉 电力线与磁力线总是相互正交，且依从坡印廷矢量关系 * 1、TE10模的场分布 沿x方向 变化规律 场强与y无关, 即各分量沿y轴均匀分布 沿z方向的变化规律为 * TE10模的电场分布 * TE10模的磁场分布 *