第7讲矩形波导.ppt

矩形波导TE10的电激励(探针激励) 探针激励： 属电场激励，探针方向平行于电场，在电场最大出放置 矩形波导TE10波的磁激励 小环激励： 属磁场激励，小环面垂直于磁场，在磁场最大出放置 矩形波导TE10波的磁激励 小孔激励： 在传输线壁上开孔，可以是电激励、磁激励、电磁激励，取决于小孔的位置和大小。 习题 P66,2-12，2-13. 电子与信息学院 South China University of Technology 电子与信息学院 第6讲 矩形波导 射频电路与天线RF Circuits and Antennas 第7讲 内容 引言 矩形波导的场分布 矩形波导的传输特性 矩形波导的TE10波 波导的激励与耦合 7.1 引言 截面为矩形的空心金属管。 电磁波被封闭在管内传输。 没有辐射，损耗低、传输功率大。 截面为单导体，只能传TE或TM波，不能传TEM波 TE波: TM波: 为了求解矩形波导的场分布，可以求解横向波动方程，然后用纵向分量法求出各分量。 7.2 矩形波导的场分布 z方向：行波 x,y方向：纯驻波 m：x方向驻波数 n：y方向驻波数 m,n不同时0 每一对m和n对应一种场的结构 每一种场结构我们称为波导内 场分布的一种模式 TE波: z方向：行波 x,y方向：纯驻波 m：x方向驻波数 n：y方向驻波数 m,n不能为0 每一对m和n对应一种场的结构 每一种场结构我们称为波导内 场分布的一种模式 TM波: 截止波数： 7.3 矩形波导的传输特性 矩形波导有高通特性： 不同模式，传输条件不同，次数越高越难传输 不同尺寸，传输条件不同，尺寸越小越难传输 频率不同，可传输的模式不同，频率越低越少模式 模式图：各个模式可传输的频率范围 简并： 不同的模式由相同的截止频率（波长） 简并模：有相同截止频率（波长）的模式 截止模：不能传输的模式 基模： 截止频率最低（截止波长最长）的模式 高次模：截止频率不是最低的模式 单模传输范围：只有一个模式能传输的频率范围 与频率有关，是色散波 波阻抗 是m=1,n=0的横电波（TE波） 在ab时，截止波长最长2a，截止频率最低 TE10波最容易传输 TE10波可单模传输 同样传输频率范围， TE10波需要的尺寸最小 TE10波是矩形波导的工作模式 单模传输条件： 7.4 矩形波导的主模——TE10模 TE10波的场结构 电场垂直于宽边 磁场平行于宽边 沿y方向均匀 中间电场最强，两边为0 窄边电流垂直宽面，两边电流对称 宽面上下大小相同，方向相反 宽面中心线只有纵向分量 顺着电流方向开槽，对内场影响小，辐射小。 截断电流开槽，对内场影响大，辐射大。 截面积越大，频率越高，功率容量越大。 在截止波长时，功率容量为0 损耗与衰减 导体损耗： 介质损耗： 单模传输 足够的功率容量 损耗小 尺寸小 矩形波导尺寸的选择： 单模传输，要求 功率容量大 7.5 矩形波导的激励 激励与耦合： 在传输线上建立所需工作模式的传输波 激励的原则： 为了有效激励或耦合出所需模式，激励或耦合装置在传输线上产生的电场磁场与所需模式的场相一致，产生的电流与所需模式相一致 按原理分，激励和耦合可分为 电激励：在传输线上产生所需电场 磁激励：在传输线上产生所需磁场 电磁激励：同时在传输线上产生所需电场与磁场 按装置分，激励和耦合可分为 探针激励： 小环激励： 小孔激励： 激励和耦合的类型 电子与信息学院 South China University of Technology 电子与信息学院