第3章-微波传输线课件.pptVIP

3―1引言

3―2带状线

3―3微带传输线

3―4耦合带状线和耦合微带线

3―5金属波导传输线的一般理论

3―6矩形波导

3―7圆波导

3―8同轴波导;3―1引言;微波传输线;3―2带状线;一、特性阻抗Z0

由长线理论可知，TEM模传输线特性阻抗的计算公式;有厚度中心导带带状线特性阻抗与其尺寸关系曲线;二、带状线尺寸的设计考虑

（一）传输线可传输高次模

带状线中保证只传输主模TEM模的尺寸关系式;二、微带线的特性阻抗

“准静态分析法”：在微波波段微带线工作在弱色散区，因此把微带线的工作模式当作TEM模来分析?

TEM模传输线的特性阻抗的计算公式

;引入相对等效介电常数为来均匀填充微带线

构成等效微带线

保持尺寸和特性阻抗与原来的实际微带线相同;Z01及q和w/h的关系曲线;微带线特性阻抗Z0和相对等效介电常数与尺寸的关系?;三、微带线的色散特性和尺寸设计考虑

（一）微带线的色散特性

低频段，微带线传输TEM模（准静态分析法）。

频率比较高时,微带线传输混合模。

微带线的波速是频率的函数，随频率变化。?;（二）微带尺寸设计考虑

当工作频率提高时,微带线中除了传输TEM模以外,

还会出现高次模。

?;3―4耦合带状线和耦合微带线;二、耦合带状线;三、耦合微带线;薄带侧边耦合带状线Z0o、Z0e与尺寸s/b、w/b列线图;耦合微带线Z0o、Z0e与尺寸w/h和s/h的关系曲线;§3-5-1规则波导的分析方法;二、纵向场法;§3-5-2电波和磁波;矢量Helmholtz方程（×6）;横向分布函数（三个分量）;展开Maxwell方程组两个旋度式;三、按波模分类;EZ标量方程;横电波（TE波）;§3-5-3沿波导传输的电磁波的普遍特性;

3―6矩形波导

;一、传输模式及其场分布

矩形波导的四壁都是导体,只能传输TE或TM模

（一）TM模（Hz=0）;利用TM模的边界条件（Et=0）?;纵向场分量复振幅求得后,利用“横纵关系”

求得场的各个横向分量的复振幅;（二）TE模（Ez=0）

对于TE模只要解Hz的波动方程;由“横纵关系”得出TE模的横向分量的复振幅;（三）结论;二、矩形波导中传输模式的纵??传输特性

（一）截止特性

1、截止波数kc

;2、截止波长?c;相同波导尺寸对于不同的模式有不同的截止波长λc;（二）相速度vp和相波长λp;（三）群速度vg

vg：波导中能量传播的速度;（四）波阻抗Z;三、矩形波导中传输模式的场结构

场结构图：用电力线（实线）和磁力线（虚线）的疏密

分别来表示电场和磁场的强弱的分布图

不同模式有不同的场结构图;（3―6―34）;矩形波导TE10模场分量的分布规律

（a）场分量沿x轴的变化规律；（b）场分量沿z轴的变化规律；

（c）矩形波导横截面上的场分布；（d）矩形波导纵剖面上的场分布。;TE10模完整场结构图;m：场分布沿波导宽边方向的半驻波个数

n：场分布沿波导窄边方向的半驻波个数;将TE10模场结构图的极化面向波导的轴向旋转90°;（二）TM模

磁力线在横截面内自成闭合曲线，最低模式为TM11模;四、矩形波导中传输模式的管壁电流

管壁电流：波导内传输电磁波时,波导壁上感应的高频电流

以TE10模为例

（一）导体内表面电流

（二）纵向电流

（三）横向电流

1、顶、底宽壁（反向）

2、左右侧面窄壁（同向）

（四）合成立体图;（五）管壁电流和空间的位移电流相连接构成全电流

1、由立体图上看,宽壁上管壁电流有不连续

2、空间位移电流;五、传输功率、功率容量、衰减

（一）传输功率

1、TEmn/TMmn普遍适用

行波条件下;（二）功率容量Pbr

1、定义：波导中最大承受的极限功率，取决于最大的

空气媒质：Ebr=30kV/m

2、

3、兼顾单模传输和功率容量考虑

矩形波导PbrCoax