电磁场全套课件.pptx

波導*微波簡介*導行電磁波的分類及其一般特性*矩形波導*介質波導*諧振腔低、中頻區（雙導體）中高頻區（微帶線）高頻區（金屬波導）圖8.0.1各種載波體

8.0微波簡介8.0.1頻譜表頻段2音頻（VF)）8基低頻（VLF）4低頻（LF）5中頻（MF）6高頻（HF）7甚高頻（VHF）8特高頻（UHF）9超高頻（SHF）10極高頻（EHF）超長波（VLW）長波（LW）中波（MW）超短波（VSW）（米波）分米波釐米波毫米波3Hz30Hz300Hz3kHz30kHz300kHz3MHz30MHz300MHz3GHz30GHz300GHz3THz30THz300THz105km104km103km102km10km1km100m10m1m10cm1cm1mm100?10?1?（公里）（米）（釐米）（毫米）（微米）無線電電磁頻譜表短波（SW）音頻雷達頻率微波頻率紅外視頻

8.0.2微波特點1.類似於光波的特性波長很短，直線傳播。可將電磁能量集中在很小的角度內定向輻射(雷達；航太遙控、遙感、遙測、通信等）2.穿越電離層的透射性給空間通信、衛星導航、衛星遙感、射電天文學等提供了無線通道。4.抗低頻干擾特性自然干擾（來自宇宙、大氣層）和人為干擾（各種電氣設備、電子設備等產生的電子垃圾），大多數集中在數兆、數十兆以下的頻域（低、中頻區）內，用微波濾波器便可拒之門外。3.寬頻帶特性傳輸的資訊越多，佔用的頻帶越寬。如30kM~100kM頻帶可以傳送200路電視或100，000路雙向電話，這是短波通信望塵莫及的。資訊傳輸的速度越來越高，如1秒鐘內傳輸個數據，非微波莫屬。

圖1.2對流層、同溫層和電離層的配置（白天）圖8.02不同波長的傳播途徑上左：長波傳播；上右：短波傳播；下：微波傳播

8.1導行電磁波分類及其一般特性8.1.1導行波的分類推導波動方程及其解的一般形式，從中分析波的分類。設：?載波體無限長，具有軸向均勻性（無反射）?載波體為完純導體，其周圍是理想介質（無損耗）?載波體中無激勵源?電磁波沿z軸傳播，且隨時間作正弦變化。電磁場基本方程對式（1)、(2）取旋度，式（3)、(4）代入其中，有波動方程式中，僅有入射波，且沿z軸傳播的通解形式為把通解代入到方程（5)、(6），得到假設條件下的波動方程

式中——橫向拉普拉斯算子。根據和的存在與否，將波分為三種類型1.TEM波只有當時，即，式(9)中場的橫向分量存在，此時說明任一時刻，在xoy平面上場的分佈與穩態場相同2.TE波（），亦稱橫電波3.TM波（），亦稱橫磁波根據縱向場法解得和，再由Maxwell方程解得其他四個場分量

8.1.2波導中波的傳播特性傳播特性取決於傳播常數，由，可知可傳播模式迅速衰減模式臨界