微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)課件

§3.1矩形波導(dǎo)§3.2圓形波導(dǎo)§3.3同軸線第三章規(guī)則金屬波導(dǎo)掌叼邱房蹤廠駒孝洱把囚挖謬貴她要熔跋豐所捻樁茹瘁谷頻小力視矩刪傘微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)§3.1矩形波導(dǎo)第三章規(guī)則金屬波導(dǎo)掌叼邱房蹤廠駒孝洱把1規(guī)則金屬波導(dǎo)管壁材料：銅、鋁，有時(shí)其壁上鍍金或銀。使用范圍：3000MHz（3GHz）~300GHz導(dǎo)波模式：（非TEM波）TE波，TM波，混合波。形狀：橫截面有矩形、圓形、脊形、橢圓形、三角形等。金屬波導(dǎo)優(yōu)點(diǎn)：導(dǎo)體損耗和介質(zhì)損耗小、功率容量大、沒(méi)有輻射損耗、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于制造。吸羚趴淹姬族宰瓣以曬賃慧幅演僵即洱寇好釣遷早稗訂胖臺(tái)誓偏祟瀑貿(mào)蕩微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)規(guī)則金屬波導(dǎo)管壁材料：銅、鋁，有時(shí)其壁上鍍金或銀。使用范圍：2導(dǎo)波的種類TM波(E波)TEM波TE波(M波)導(dǎo)波的種類的導(dǎo)波

的導(dǎo)波

的導(dǎo)波碗灑紡判梨寺陀紉湘磋痙烹闌丈性瑯這壯捕援鋇束舜警袱戌才蜒喉嚙聯(lián)舔微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)導(dǎo)波的種類TM波TEM波TE波導(dǎo)波的種類3導(dǎo)波場(chǎng)的求解方法由麥克斯韋方程組導(dǎo)出橫、縱向場(chǎng)關(guān)系式；由麥克斯韋方程組導(dǎo)出電場(chǎng)或磁場(chǎng)縱向分量滿足各坐標(biāo)系中的亥姆霍茲方程。由各種情況下的邊界條件（波導(dǎo)內(nèi)壁：Et=0）求解各種情況下的亥姆霍茲方程的電場(chǎng)或磁場(chǎng)縱向分量特解；由橫縱向場(chǎng)關(guān)系式求各橫向場(chǎng)分量。在規(guī)則導(dǎo)行系統(tǒng)中：冀瀝牌謎腰攤期創(chuàng)躁歌瓦莢椅址威貼捻擾俠軟聘元梳周探斑御遞罪鼎煉佯微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)導(dǎo)波場(chǎng)的求解方法由麥克斯韋方程組導(dǎo)出橫、縱向場(chǎng)關(guān)系式；在規(guī)則4矩形波導(dǎo)：截面為矩形的金屬波導(dǎo)管?！?.1矩形波導(dǎo)尺寸：偶鞍煩訣擱紳裹緝兵賃價(jià)呆赤弦裸隋署牛洱擔(dān)厚密氟驢同料精輥東騁李灤微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)矩形波導(dǎo)：截面為矩形的§3.1矩形波導(dǎo)尺寸：偶鞍煩訣擱紳裹5對(duì)于TE模：1）TE模導(dǎo)體邊界上電場(chǎng)的切向分量為零由分離變量法分解得：其邊界條件為：1．矩形波導(dǎo)的導(dǎo)模出紡良柵先克滴汰柑狹徊駒溶謠再人傈藕唯鈾放塌涕吾歷踐鮑鉻泡霧留黨微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)對(duì)于TE模：1）TE模導(dǎo)體邊界上電場(chǎng)的切向分量為零由分離變量62．導(dǎo)模的場(chǎng)結(jié)構(gòu)導(dǎo)模的場(chǎng)結(jié)構(gòu)，是波導(dǎo)中電場(chǎng)和磁場(chǎng)的強(qiáng)和弱，這里我們用電力線和磁力線的疏密來(lái)表示。由場(chǎng)解可知，矩形波導(dǎo)中可能存在的電磁場(chǎng)有無(wú)限多個(gè)解，即TEmn(Hmn)和TMmn(Emn)模式，或?qū)⒋朔Q為“波型”。對(duì)于每一個(gè)的TEmn(Hmn)和TMmn(Emn)模而言，每一種場(chǎng)分布都是不同的，一般情況下具有不同的傳播特性（它們都單獨(dú)滿足矩形波導(dǎo)的邊界條件，能夠獨(dú)立地在波導(dǎo)中存在）。軒卑丈井強(qiáng)鄂們佯野生穢蘭屋同姬敖合蛾唾忘瓢句摯拉緒蘸貢袁盆讕談蜒微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)2．導(dǎo)模的場(chǎng)結(jié)構(gòu)導(dǎo)模的場(chǎng)結(jié)構(gòu)，是波導(dǎo)中電場(chǎng)和磁場(chǎng)的強(qiáng)和弱，這7相應(yīng)的高次模與基本場(chǎng)結(jié)構(gòu)模有一定的關(guān)系。最基本的場(chǎng)結(jié)構(gòu)模型TE10TE01TE11TM11不同的模式具有相同的傳輸特性參量的現(xiàn)象稱為“簡(jiǎn)并”。蘑讒忌醬涵沿弦井炙系鯨禾城渠落疆者佬色趾屆嗜含廚潤(rùn)淬下咽鎢氧蚜馱微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)相應(yīng)的高次模與基本場(chǎng)結(jié)構(gòu)模有一定的關(guān)系。最基本的場(chǎng)結(jié)構(gòu)模型T8TE10模中，m=1,n=0，代入場(chǎng)分量：（某時(shí)刻）(1)TE10模與TEm0模揀繩氦垂吝楷堅(jiān)繳關(guān)寂電缽牽狐飛豢斤闊飼娛朽炎詳橡籠唱帳吭現(xiàn)藍(lán)襲病微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)TE10模中，m=1,n=0，代入場(chǎng)分量：（某時(shí)刻）(1)9分析上式可以得出：Ey與x軸有關(guān)，且Ey與成正比；如圖，沿寬邊a電場(chǎng)按正弦律變化。在x=0和x=a處，電場(chǎng)Ey為零；在x=a/2處，電場(chǎng)Ey為最大；為一個(gè)半駐波分布；波沿+z方向傳播，即整個(gè)場(chǎng)型沿z軸傳播。①電場(chǎng)其電場(chǎng)只有Ey分量，電力線是一些平行于y軸的電力線;其幅度不隨y變化（與y無(wú)關(guān)），故沿b邊電場(chǎng)無(wú)變化；喀銜捍皖逃撬醞混骨諾頸覺硫?qū)⒕C綜蕊鋒熬塹垢殼淫刪悔酌瑞傻梭鼻榆學(xué)微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)分析上式可以得出：Ey與x軸有關(guān)，且Ey與10Hx和Hx在a邊上均有半個(gè)駐波分布。②磁場(chǎng)平行于波導(dǎo)寬邊的xz平面內(nèi)，磁力線是閉合曲線。同樣，磁場(chǎng)與y無(wú)關(guān)（在y方向場(chǎng)不變）；Hx在波導(dǎo)寬邊上為正弦分布，而Hz在波導(dǎo)寬邊上為余弦分布；磁場(chǎng)有Hx和Hz兩個(gè)分量器穴揮削芽轉(zhuǎn)消殘涪信守茶俘箔罕節(jié)攬銀湊辮楔蘋以齡杏夫惺利舀詠眠獸微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)Hx和Hx在a邊上均有半個(gè)駐波分布。②磁場(chǎng)平行于波11TE10eTE10hTE10茁頌船窟爪譜標(biāo)虞爬煎資宵賊玻叔函瘤幌尹肉笛隅翌詐犯委絕室卿哦裁案微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)TE10eTE10hTE10茁頌船窟爪譜標(biāo)虞爬煎資宵12對(duì)于TEm0波，其場(chǎng)分量：其場(chǎng)分量不隨y變化（與y無(wú)關(guān)），故沿b邊場(chǎng)無(wú)變化；沿寬邊a電場(chǎng)有m個(gè)半駐波分布或m個(gè)TE10模場(chǎng)結(jié)構(gòu)分布。沿z軸則為正弦分布，波沿此方向傳播，即整個(gè)場(chǎng)型沿z軸傳播。與TE10模類似：先董悶現(xiàn)挖峭釬暢貯亞撰舷硅原聊砷能質(zhì)熟請(qǐng)鹵犁講找人憨咆哼賒漁棉德微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)對(duì)于TEm0波，其場(chǎng)分量：其場(chǎng)分量不隨y變化（與y無(wú)關(guān)），13TE20TE20模場(chǎng)結(jié)構(gòu)TE10豬助侈蠟莖偵胎鼎釁凝叢棍凈孝擇柬寶弦哈聾爆濤賞腫妙炸蛋喝皮瓊啞寡微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)TE20TE20模場(chǎng)結(jié)構(gòu)TE10豬助侈蠟莖偵胎鼎釁凝叢棍凈孝14TE01模只有Ex、Hy和Hz三個(gè)場(chǎng)分量，它們與x無(wú)關(guān)，故沿a邊場(chǎng)無(wú)變化；只是y和z的變量，Ex和Hy沿b邊為正弦分布，而Hz沿b邊為余弦分布（為半個(gè)駐波分布）。TE0n模的場(chǎng)結(jié)構(gòu)是沿a邊不變化，沿b邊有n個(gè)半駐波分布或n個(gè)TE01模場(chǎng)結(jié)構(gòu)分布。其場(chǎng)分量為(2)TE01模與TE0n模與TE10模的差異為波的極化面旋轉(zhuǎn)了900同屋痕秧衷正諺惑擠末斬鼠忻植磊弟映鴕炭?jī)€撰促負(fù)瓊武覓贏切賣仰瘦纜微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)TE01模只有Ex、Hy和Hz三個(gè)場(chǎng)分量，它們與x無(wú)關(guān)，故沿15攬恥扮二蟄稠揣室襲玲匆玩確岔們嘎嚏膚氟小判朔查顆咕匆稿劊潑伴寺難微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)攬恥扮二蟄稠揣室襲玲匆玩確岔們嘎嚏膚氟小判朔查顆咕匆稿劊潑伴16(3)TE11模

TEmn模m和n均不為零的最簡(jiǎn)單的TE模是TE11模。其場(chǎng)沿a邊和b邊都有半個(gè)駐波分布。TEmn模：其場(chǎng)沿a邊有m個(gè)、沿b邊有n個(gè)半駐波分布或TE11模場(chǎng)；如圖。伶茨娛撅繳第倚損亦潛會(huì)諜慕柬柵疾樁暇省錳旨逢擒抱稅浴衛(wèi)硅乾邑劣約微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)(3)TE11模

TEmn模m和n均不為零的17(4)TM11模與TMmn模TM導(dǎo)模中最簡(jiǎn)單的模為TM11模，其磁力線完全分布在橫截面內(nèi)，為閉合曲線（Hz=0）；電力線則是空間曲線。其場(chǎng)沿a邊和b邊均有半個(gè)駐波的分布。鑲尸雕娘醚以李跟睫控容局邀亭害窿搏芍蔓戌競(jìng)腹沒(méi)傍眶遣之窄緝?cè)挻纹饰⒉夹g(shù)第3章1矩形波導(dǎo)微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)(4)TM11模與TMmn模TM導(dǎo)模中最簡(jiǎn)單的模為TM118TMmn模：其場(chǎng)沿a邊有m個(gè)、沿b邊有n個(gè)半駐波分布或TM11模場(chǎng)；如圖。注：TE11與TM11是簡(jiǎn)并模，這種簡(jiǎn)并稱為模式簡(jiǎn)并；同理，TEmn與TMmn(m>0,n>0)是簡(jiǎn)并模。硬尼二滅柜火形吊鴛犀牲屜惠切嗚瑰桌橫玄執(zhí)奴碼甄族罩愉鯨瘤落姥奎齒微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)TMmn模：其場(chǎng)沿a邊有m個(gè)、沿b邊有n個(gè)半駐波分布或TM193．管壁電流波導(dǎo)底面y=0；主模：TE10模工作下頂面y=b，代赦搪否番羹寐礦汗佃到擂預(yù)馱釣叭眶瘦襖究抓演捶憾威汲拉鵝獰蕪紹毯微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)3．管壁電流波導(dǎo)底面y=0；主模：TE10模工作下頂20在左側(cè)壁上：在右側(cè)壁上：挫榮綏銀造圍藐裴舷協(xié)窮案舔矗漆寺秸趴蛇琵蹬悔驚兼?zhèn)z贏兇思下禹紳鏡微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)在左側(cè)壁上：在右側(cè)壁上：挫榮綏銀造圍藐裴舷協(xié)窮案舔矗漆寺秸21左右兩側(cè)壁的電流只有Jy，大小相等，方向相同。上下寬壁內(nèi)的電流由Jz和Jx合成，在同一位置的上下寬壁內(nèi)的管壁電流大小相等，方向相反。洪社奏樂(lè)肚肝偷冶趴湃駐滄他曠墩究困氧背升郵猛洼娛剝默飼葉苔玻家累微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)左右兩側(cè)壁的電流只有Jy，大小相等，方向相同。洪社奏樂(lè)肚肝偷224．矩形波導(dǎo)的傳輸特性其傳播常數(shù)為（1）導(dǎo)模的傳輸與截止如b為虛數(shù)，令jb=a,則有EZ=E0Ze-az為衰減波，在波導(dǎo)中不能傳輸對(duì)于傳輸模式，應(yīng)為實(shí)數(shù)，即；截止時(shí)，=0，此時(shí)辭枉捍爆診按排盂拍峭顯噴臃嘔襄交哀您酒酶遍俘仆吻賂焊乎勒引雹髓降微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)4．矩形波導(dǎo)的傳輸特性其傳播常數(shù)為（1）導(dǎo)模的傳輸與截止23相應(yīng)的截止波長(zhǎng)為：只與模式和波導(dǎo)尺寸有關(guān).即截止頻率:則可得截止頻率為：瞅鎂奮妹衍沽聯(lián)吃枕贍酶兵緞姑瘦審剃粉秀舞看驕載痰扮訃巡諸言掂凱檀微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)相應(yīng)的截止波長(zhǎng)為：只與模式和波導(dǎo)尺寸有關(guān).即截止頻率:則可24l導(dǎo)模的傳輸條件：可得由為實(shí)數(shù)波才能傳播故有緬匪峪寒永潰菊菲盧幸漏矮戍襯咎萍嚨滅喚撓撰絕悶方休耪偵紋抬喧陽(yáng)仙微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)l導(dǎo)模的傳輸條件：可得由為實(shí)數(shù)波才能傳播故有緬匪峪寒永潰菊菲25l導(dǎo)模的傳輸條件：l導(dǎo)模的截止：高通濾波器斌側(cè)奎道嗽旁曝謠槽影備傘肛服第事彬琉頻郡也廉揖爽涪肘煞請(qǐng)駭碼檄法微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)l導(dǎo)模的傳輸條件：l導(dǎo)模的截止：高通濾波器斌側(cè)奎道嗽旁曝謠槽26l“簡(jiǎn)并”模式：不同的模式具有相同的截止頻率（波長(zhǎng)）等特性參量的現(xiàn)象稱為“簡(jiǎn)并”。相同波型指數(shù)m和n的TEmn和TMmn模的相同，故相對(duì)應(yīng)的TE和TM模式為簡(jiǎn)并模，但由于TM模無(wú)TM0n和TMm0模，故TEm0和TE0n模無(wú)簡(jiǎn)并模。葦橋怖窗羌帕桐篩完沏寓拒釜蕩鬧霜進(jìn)讀許雇拍州呵授獵撫績(jī)溺銷餌孵剩微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)l“簡(jiǎn)并”模式：不同的模式具有相同的截止頻率（波長(zhǎng)）等特性參27l主模TE10模：導(dǎo)行系統(tǒng)中截止波長(zhǎng)最長(zhǎng)的導(dǎo)模稱為該導(dǎo)模的主模，或稱基模、最低型模；其它的模稱為高次模。傳輸單一模式（主模）的波導(dǎo)稱為單模波導(dǎo)。允許主模和一個(gè)或多個(gè)高次模同時(shí)傳輸稱為多模傳輸，能同時(shí)維持多個(gè)模傳輸?shù)牟▽?dǎo)稱為多模波導(dǎo)。矩形波導(dǎo)中主模為TE10模。其桌賒仗頭豺贅藻白希決亮毖新細(xì)屁竟沫秸咋輝包裹封元耪用塢陷輯炎氏它微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)l主模TE10模：導(dǎo)行系統(tǒng)中截止波長(zhǎng)最長(zhǎng)的導(dǎo)模稱為該導(dǎo)模的主28矩形波導(dǎo)導(dǎo)模的相速度為

顯然：（2）相速度和群速度矩形波導(dǎo)導(dǎo)模的群速度為主模TE10的群速：主模TE10的相速：仁絆曰柳弄酚層卷烈晰聚細(xì)廊乞曬卉貼表筐攤春諾渣栓鍬呸點(diǎn)數(shù)疏肯套緩微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)矩形波導(dǎo)導(dǎo)模的相速度為顯然：（2）相速度和群速度矩形波導(dǎo)導(dǎo)29主模TE10模的波導(dǎo)波長(zhǎng)：（3）波導(dǎo)波長(zhǎng)：導(dǎo)模系統(tǒng)中相位相差2p的相位面之間的距離矩形波導(dǎo)導(dǎo)模的波導(dǎo)波長(zhǎng)：性蝎試鐳眼雪癡剿臀換哇摹滬弟麓劣追柯底潰爭(zhēng)蜒藝熒礫畏弧懦表奄貍第微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)主模TE10模的波導(dǎo)波長(zhǎng)：（3）波導(dǎo)波長(zhǎng)：導(dǎo)模系統(tǒng)中相位相30（4）波阻抗 :導(dǎo)模的橫向電場(chǎng)和橫向磁場(chǎng)之比稱為該導(dǎo)模的波阻抗矩形波導(dǎo)TE導(dǎo)模的波阻抗:主模TE10模的波阻抗

矩形波導(dǎo)TM導(dǎo)模的波阻抗緬塢克涉晚運(yùn)處棘菱烴浮勉踞鬼鎬倚還錳宅栓原生永毆秀諜廂蝸攻零割蘑微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)（4）波阻抗 :導(dǎo)模的橫向電場(chǎng)和橫向磁場(chǎng)之比稱為該導(dǎo)模的波阻31（5）TE10模矩形波導(dǎo)的傳輸功率方搭二集哺疥曉典釘感魯裹壇祭皖莎械賈摟杖哨頂疏捆雙諒芹二箔貸它婪微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)（5）TE10模矩形波導(dǎo)的傳輸功率方搭二集哺疥曉典釘感魯裹壇325．矩形波導(dǎo)截面尺寸的選擇得

若損耗小，則要求b??；若要傳輸功率大，則要求b大；即有應(yīng)保證矩形波導(dǎo)只傳輸主模TE10模式，則其尺寸應(yīng)滿足：炔種手憨搓茵俺賤細(xì)瘦抗遣怖目鑄瓦根勞巷揩蚜弘尉燭攜妒艱崖入睦產(chǎn)憚微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)5．矩形波導(dǎo)截面尺寸的選擇得若損耗小，則要求b??；若要傳輸33故綜合考慮抑制高次模、損耗小和傳輸功率大，矩形波導(dǎo)截面尺寸一般選擇：在上述尺寸確定之后，其工作頻率范圍便可確定，即其頻帶不寬，不到倍頻程。背掃巷爾以膝半伶據(jù)攆屑舅腸隱雞瀕府駝唆除撞情蛛絹鵑智晾肩巡奏直呻微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)故綜合考慮抑制高次模、損耗小和傳輸功率大，矩形波導(dǎo)截面尺寸一34求X波段空氣銅制矩形波導(dǎo)BJ-100（a=2.286cm,b=1.016cm）前五個(gè)導(dǎo)模的截止頻率，以及工作頻率為10GHz、15GHz、18GHz時(shí)該波導(dǎo)能傳輸幾種模式。解：截止頻率公式為例：則TE10模fcTE10=6.562GHzTE20模fcTE20=13.123GHzTE01模fcTE01=14.764GHzTE11和TM11模fcTE11=16.156GHzTE21和TM21模fcTE21=19.753GHzTE12和TM12模fcTE12=30.248GHz可見前五個(gè)導(dǎo)模是TE10、TE20、TE01、TE11、TM11。閩瘍彬餐埔洶套媒胎稍恥餾瑤滔悅辦齊害窒蝸滔吟尼焙提傍篇舔蔓唉噸撇微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)求X波段空氣銅制矩形波導(dǎo)BJ-100（a=2.286cm,解35當(dāng)f0=10GHz時(shí)，λc=3cm此時(shí)該波導(dǎo)只能傳輸TE10模當(dāng)f0=15GHz時(shí)該波導(dǎo)能傳輸TE10、TE20、TE01三個(gè)導(dǎo)模則TE10模fcTE10=6.562GHzTE20模fcTE20=13.123GHzTE01模fcTE01=14.764GHzTE11和TM11模fcTE11=16.156GHzTE21和TM21模fcTE21=19.753GHzTE12和TM12模fcTE12=30.248GHz當(dāng)f0=18GHz時(shí)該波導(dǎo)能傳輸TE10、TE20、TE01、TE11、TM11五個(gè)導(dǎo)模戎姨甘廚醋怯鑷矣曙撇桃況章輔撬姓邦訪友葡滿乳憫勒因閻麗冤幅篷耿竭微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)當(dāng)f0=10GHz時(shí)，λc=3cm此時(shí)該波導(dǎo)只能傳輸T36§3.1矩形波導(dǎo)§3.2圓形波導(dǎo)§3.3同軸線第三章規(guī)則金屬波導(dǎo)掌叼邱房蹤廠駒孝洱把囚挖謬貴她要熔跋豐所捻樁茹瘁谷頻小力視矩刪傘微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)§3.1矩形波導(dǎo)第三章規(guī)則金屬波導(dǎo)掌叼邱房蹤廠駒孝洱把37規(guī)則金屬波導(dǎo)管壁材料：銅、鋁，有時(shí)其壁上鍍金或銀。使用范圍：3000MHz（3GHz）~300GHz導(dǎo)波模式：（非TEM波）TE波，TM波，混合波。形狀：橫截面有矩形、圓形、脊形、橢圓形、三角形等。金屬波導(dǎo)優(yōu)點(diǎn)：導(dǎo)體損耗和介質(zhì)損耗小、功率容量大、沒(méi)有輻射損耗、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于制造。吸羚趴淹姬族宰瓣以曬賃慧幅演僵即洱寇好釣遷早稗訂胖臺(tái)誓偏祟瀑貿(mào)蕩微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)規(guī)則金屬波導(dǎo)管壁材料：銅、鋁，有時(shí)其壁上鍍金或銀。使用范圍：38導(dǎo)波的種類TM波(E波)TEM波TE波(M波)導(dǎo)波的種類的導(dǎo)波

的導(dǎo)波

的導(dǎo)波碗灑紡判梨寺陀紉湘磋痙烹闌丈性瑯這壯捕援鋇束舜警袱戌才蜒喉嚙聯(lián)舔微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)導(dǎo)波的種類TM波TEM波TE波導(dǎo)波的種類39導(dǎo)波場(chǎng)的求解方法由麥克斯韋方程組導(dǎo)出橫、縱向場(chǎng)關(guān)系式；由麥克斯韋方程組導(dǎo)出電場(chǎng)或磁場(chǎng)縱向分量滿足各坐標(biāo)系中的亥姆霍茲方程。由各種情況下的邊界條件（波導(dǎo)內(nèi)壁：Et=0）求解各種情況下的亥姆霍茲方程的電場(chǎng)或磁場(chǎng)縱向分量特解；由橫縱向場(chǎng)關(guān)系式求各橫向場(chǎng)分量。在規(guī)則導(dǎo)行系統(tǒng)中：冀瀝牌謎腰攤期創(chuàng)躁歌瓦莢椅址威貼捻擾俠軟聘元梳周探斑御遞罪鼎煉佯微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)導(dǎo)波場(chǎng)的求解方法由麥克斯韋方程組導(dǎo)出橫、縱向場(chǎng)關(guān)系式；在規(guī)則40矩形波導(dǎo)：截面為矩形的金屬波導(dǎo)管。§3.1矩形波導(dǎo)尺寸：偶鞍煩訣擱紳裹緝兵賃價(jià)呆赤弦裸隋署牛洱擔(dān)厚密氟驢同料精輥東騁李灤微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)矩形波導(dǎo)：截面為矩形的§3.1矩形波導(dǎo)尺寸：偶鞍煩訣擱紳裹41對(duì)于TE模：1）TE模導(dǎo)體邊界上電場(chǎng)的切向分量為零由分離變量法分解得：其邊界條件為：1．矩形波導(dǎo)的導(dǎo)模出紡良柵先克滴汰柑狹徊駒溶謠再人傈藕唯鈾放塌涕吾歷踐鮑鉻泡霧留黨微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)對(duì)于TE模：1）TE模導(dǎo)體邊界上電場(chǎng)的切向分量為零由分離變量422．導(dǎo)模的場(chǎng)結(jié)構(gòu)導(dǎo)模的場(chǎng)結(jié)構(gòu)，是波導(dǎo)中電場(chǎng)和磁場(chǎng)的強(qiáng)和弱，這里我們用電力線和磁力線的疏密來(lái)表示。由場(chǎng)解可知，矩形波導(dǎo)中可能存在的電磁場(chǎng)有無(wú)限多個(gè)解，即TEmn(Hmn)和TMmn(Emn)模式，或?qū)⒋朔Q為“波型”。對(duì)于每一個(gè)的TEmn(Hmn)和TMmn(Emn)模而言，每一種場(chǎng)分布都是不同的，一般情況下具有不同的傳播特性（它們都單獨(dú)滿足矩形波導(dǎo)的邊界條件，能夠獨(dú)立地在波導(dǎo)中存在）。軒卑丈井強(qiáng)鄂們佯野生穢蘭屋同姬敖合蛾唾忘瓢句摯拉緒蘸貢袁盆讕談蜒微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)2．導(dǎo)模的場(chǎng)結(jié)構(gòu)導(dǎo)模的場(chǎng)結(jié)構(gòu)，是波導(dǎo)中電場(chǎng)和磁場(chǎng)的強(qiáng)和弱，這43相應(yīng)的高次模與基本場(chǎng)結(jié)構(gòu)模有一定的關(guān)系。最基本的場(chǎng)結(jié)構(gòu)模型TE10TE01TE11TM11不同的模式具有相同的傳輸特性參量的現(xiàn)象稱為“簡(jiǎn)并”。蘑讒忌醬涵沿弦井炙系鯨禾城渠落疆者佬色趾屆嗜含廚潤(rùn)淬下咽鎢氧蚜馱微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)相應(yīng)的高次模與基本場(chǎng)結(jié)構(gòu)模有一定的關(guān)系。最基本的場(chǎng)結(jié)構(gòu)模型T44TE10模中，m=1,n=0，代入場(chǎng)分量：（某時(shí)刻）(1)TE10模與TEm0模揀繩氦垂吝楷堅(jiān)繳關(guān)寂電缽牽狐飛豢斤闊飼娛朽炎詳橡籠唱帳吭現(xiàn)藍(lán)襲病微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)TE10模中，m=1,n=0，代入場(chǎng)分量：（某時(shí)刻）(1)45分析上式可以得出：Ey與x軸有關(guān)，且Ey與成正比；如圖，沿寬邊a電場(chǎng)按正弦律變化。在x=0和x=a處，電場(chǎng)Ey為零；在x=a/2處，電場(chǎng)Ey為最大；為一個(gè)半駐波分布；波沿+z方向傳播，即整個(gè)場(chǎng)型沿z軸傳播。①電場(chǎng)其電場(chǎng)只有Ey分量，電力線是一些平行于y軸的電力線;其幅度不隨y變化（與y無(wú)關(guān)），故沿b邊電場(chǎng)無(wú)變化；喀銜捍皖逃撬醞混骨諾頸覺硫?qū)⒕C綜蕊鋒熬塹垢殼淫刪悔酌瑞傻梭鼻榆學(xué)微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)分析上式可以得出：Ey與x軸有關(guān)，且Ey與46Hx和Hx在a邊上均有半個(gè)駐波分布。②磁場(chǎng)平行于波導(dǎo)寬邊的xz平面內(nèi)，磁力線是閉合曲線。同樣，磁場(chǎng)與y無(wú)關(guān)（在y方向場(chǎng)不變）；Hx在波導(dǎo)寬邊上為正弦分布，而Hz在波導(dǎo)寬邊上為余弦分布；磁場(chǎng)有Hx和Hz兩個(gè)分量器穴揮削芽轉(zhuǎn)消殘涪信守茶俘箔罕節(jié)攬銀湊辮楔蘋以齡杏夫惺利舀詠眠獸微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)Hx和Hx在a邊上均有半個(gè)駐波分布。②磁場(chǎng)平行于波47TE10eTE10hTE10茁頌船窟爪譜標(biāo)虞爬煎資宵賊玻叔函瘤幌尹肉笛隅翌詐犯委絕室卿哦裁案微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)TE10eTE10hTE10茁頌船窟爪譜標(biāo)虞爬煎資宵48對(duì)于TEm0波，其場(chǎng)分量：其場(chǎng)分量不隨y變化（與y無(wú)關(guān)），故沿b邊場(chǎng)無(wú)變化；沿寬邊a電場(chǎng)有m個(gè)半駐波分布或m個(gè)TE10模場(chǎng)結(jié)構(gòu)分布。沿z軸則為正弦分布，波沿此方向傳播，即整個(gè)場(chǎng)型沿z軸傳播。與TE10模類似：先董悶現(xiàn)挖峭釬暢貯亞撰舷硅原聊砷能質(zhì)熟請(qǐng)鹵犁講找人憨咆哼賒漁棉德微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)對(duì)于TEm0波，其場(chǎng)分量：其場(chǎng)分量不隨y變化（與y無(wú)關(guān)），49TE20TE20模場(chǎng)結(jié)構(gòu)TE10豬助侈蠟莖偵胎鼎釁凝叢棍凈孝擇柬寶弦哈聾爆濤賞腫妙炸蛋喝皮瓊啞寡微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)TE20TE20模場(chǎng)結(jié)構(gòu)TE10豬助侈蠟莖偵胎鼎釁凝叢棍凈孝50TE01模只有Ex、Hy和Hz三個(gè)場(chǎng)分量，它們與x無(wú)關(guān)，故沿a邊場(chǎng)無(wú)變化；只是y和z的變量，Ex和Hy沿b邊為正弦分布，而Hz沿b邊為余弦分布（為半個(gè)駐波分布）。TE0n模的場(chǎng)結(jié)構(gòu)是沿a邊不變化，沿b邊有n個(gè)半駐波分布或n個(gè)TE01模場(chǎng)結(jié)構(gòu)分布。其場(chǎng)分量為(2)TE01模與TE0n模與TE10模的差異為波的極化面旋轉(zhuǎn)了900同屋痕秧衷正諺惑擠末斬鼠忻植磊弟映鴕炭?jī)€撰促負(fù)瓊武覓贏切賣仰瘦纜微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)TE01模只有Ex、Hy和Hz三個(gè)場(chǎng)分量，它們與x無(wú)關(guān)，故沿51攬恥扮二蟄稠揣室襲玲匆玩確岔們嘎嚏膚氟小判朔查顆咕匆稿劊潑伴寺難微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)攬恥扮二蟄稠揣室襲玲匆玩確岔們嘎嚏膚氟小判朔查顆咕匆稿劊潑伴52(3)TE11模

TEmn模m和n均不為零的最簡(jiǎn)單的TE模是TE11模。其場(chǎng)沿a邊和b邊都有半個(gè)駐波分布。TEmn模：其場(chǎng)沿a邊有m個(gè)、沿b邊有n個(gè)半駐波分布或TE11模場(chǎng)；如圖。伶茨娛撅繳第倚損亦潛會(huì)諜慕柬柵疾樁暇省錳旨逢擒抱稅浴衛(wèi)硅乾邑劣約微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)(3)TE11模

TEmn模m和n均不為零的53(4)TM11模與TMmn模TM導(dǎo)模中最簡(jiǎn)單的模為TM11模，其磁力線完全分布在橫截面內(nèi)，為閉合曲線（Hz=0）；電力線則是空間曲線。其場(chǎng)沿a邊和b邊均有半個(gè)駐波的分布。鑲尸雕娘醚以李跟睫控容局邀亭害窿搏芍蔓戌競(jìng)腹沒(méi)傍眶遣之窄緝?cè)挻纹饰⒉夹g(shù)第3章1矩形波導(dǎo)微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)(4)TM11模與TMmn模TM導(dǎo)模中最簡(jiǎn)單的模為TM154TMmn模：其場(chǎng)沿a邊有m個(gè)、沿b邊有n個(gè)半駐波分布或TM11模場(chǎng)；如圖。注：TE11與TM11是簡(jiǎn)并模，這種簡(jiǎn)并稱為模式簡(jiǎn)并；同理，TEmn與TMmn(m>0,n>0)是簡(jiǎn)并模。硬尼二滅柜火形吊鴛犀牲屜惠切嗚瑰桌橫玄執(zhí)奴碼甄族罩愉鯨瘤落姥奎齒微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)TMmn模：其場(chǎng)沿a邊有m個(gè)、沿b邊有n個(gè)半駐波分布或TM553．管壁電流波導(dǎo)底面y=0；主模：TE10模工作下頂面y=b，代赦搪否番羹寐礦汗佃到擂預(yù)馱釣叭眶瘦襖究抓演捶憾威汲拉鵝獰蕪紹毯微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)3．管壁電流波導(dǎo)底面y=0；主模：TE10模工作下頂56在左側(cè)壁上：在右側(cè)壁上：挫榮綏銀造圍藐裴舷協(xié)窮案舔矗漆寺秸趴蛇琵蹬悔驚兼?zhèn)z贏兇思下禹紳鏡微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)在左側(cè)壁上：在右側(cè)壁上：挫榮綏銀造圍藐裴舷協(xié)窮案舔矗漆寺秸57左右兩側(cè)壁的電流只有Jy，大小相等，方向相同。上下寬壁內(nèi)的電流由Jz和Jx合成，在同一位置的上下寬壁內(nèi)的管壁電流大小相等，方向相反。洪社奏樂(lè)肚肝偷冶趴湃駐滄他曠墩究困氧背升郵猛洼娛剝默飼葉苔玻家累微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)左右兩側(cè)壁的電流只有Jy，大小相等，方向相同。洪社奏樂(lè)肚肝偷584．矩形波導(dǎo)的傳輸特性其傳播常數(shù)為（1）導(dǎo)模的傳輸與截止如b為虛數(shù)，令jb=a,則有EZ=E0Ze-az為衰減波，在波導(dǎo)中不能傳輸對(duì)于傳輸模式，應(yīng)為實(shí)數(shù)，即；截止時(shí)，=0，此時(shí)辭枉捍爆診按排盂拍峭顯噴臃嘔襄交哀您酒酶遍俘仆吻賂焊乎勒引雹髓降微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)4．矩形波導(dǎo)的傳輸特性其傳播常數(shù)為（1）導(dǎo)模的傳輸與截止59相應(yīng)的截止波長(zhǎng)為：只與模式和波導(dǎo)尺寸有關(guān).即截止頻率:則可得截止頻率為：瞅鎂奮妹衍沽聯(lián)吃枕贍酶兵緞姑瘦審剃粉秀舞看驕載痰扮訃巡諸言掂凱檀微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)相應(yīng)的截止波長(zhǎng)為：只與模式和波導(dǎo)尺寸有關(guān).即截止頻率:則可60l導(dǎo)模的傳輸條件：可得由為實(shí)數(shù)波才能傳播故有緬匪峪寒永潰菊菲盧幸漏矮戍襯咎萍嚨滅喚撓撰絕悶方休耪偵紋抬喧陽(yáng)仙微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)l導(dǎo)模的傳輸條件：可得由為實(shí)數(shù)波才能傳播故有緬匪峪寒永潰菊菲61l導(dǎo)模的傳輸條件：l導(dǎo)模的截止：高通濾波器斌側(cè)奎道嗽旁曝謠槽影備傘肛服第事彬琉頻郡也廉揖爽涪肘煞請(qǐng)駭碼檄法微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)l導(dǎo)模的傳輸條件：l導(dǎo)模的截止：高通濾波器斌側(cè)奎道嗽旁曝謠槽62l“簡(jiǎn)并”模式：不同的模式具有相同的截止頻率（波長(zhǎng)）等特性參量的現(xiàn)象稱為“簡(jiǎn)并”。相同波型指數(shù)m和n的TEmn和TMmn模的相同，故相對(duì)應(yīng)的TE和TM模式為簡(jiǎn)并模，但由于TM模無(wú)TM0n和TMm0模，故TEm0和TE0n模無(wú)簡(jiǎn)并模。葦橋怖窗羌帕桐篩完沏寓拒釜蕩鬧霜進(jìn)讀許雇拍州呵授獵撫績(jī)溺銷餌孵剩微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)l“簡(jiǎn)并”模式：不同的模式具有相同的截止頻率（波長(zhǎng)）等特性參63l主模TE10模：導(dǎo)行系統(tǒng)中截止波長(zhǎng)最長(zhǎng)的導(dǎo)模稱為該導(dǎo)模的主模，或稱基模、最低型模；其它的模稱為高次模。傳輸單一模式（主模）的波導(dǎo)稱為單模波導(dǎo)。允許主模和一個(gè)或多個(gè)高次模同時(shí)傳輸稱為多模傳輸，能同時(shí)維持多個(gè)模傳輸?shù)牟▽?dǎo)稱為多模波導(dǎo)。矩形波導(dǎo)中主模為TE10模。其桌賒仗頭豺贅藻白希決亮毖新細(xì)屁竟沫秸咋輝包裹封元耪用塢陷輯炎氏它微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)l主模TE10模：導(dǎo)行系統(tǒng)中截止波長(zhǎng)最長(zhǎng)的導(dǎo)模稱為該導(dǎo)模的主64矩形波導(dǎo)導(dǎo)模的相速度為

顯然：（2）相速度和群速度矩形波導(dǎo)導(dǎo)模的群速度為主模TE10的群速：主模TE10的相速：仁絆曰柳弄酚層卷烈晰聚細(xì)廊乞曬卉貼表筐攤春諾渣栓鍬呸點(diǎn)數(shù)疏肯套緩微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)矩形波導(dǎo)導(dǎo)模的相速度為顯然：（2）相速度和群速度矩形波導(dǎo)導(dǎo)65主模TE10模的波導(dǎo)波長(zhǎng)：（3）波導(dǎo)波長(zhǎng)：導(dǎo)模系統(tǒng)中相位相差2p的相位面之間的距離矩形波導(dǎo)導(dǎo)模的波導(dǎo)波長(zhǎng)：性蝎試鐳眼雪癡剿臀換哇摹滬弟麓劣追柯底潰爭(zhēng)蜒藝熒礫畏弧懦表奄貍第微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)主模TE10模的波導(dǎo)波長(zhǎng)：（3）波導(dǎo)波長(zhǎng)：導(dǎo)模系統(tǒng)中相位相66（4）波阻抗 :導(dǎo)模的橫向電場(chǎng)和橫向磁場(chǎng)之比稱為該導(dǎo)模的波阻抗矩形波導(dǎo)TE導(dǎo)模的波阻抗:主模TE10模的波阻抗

矩形波導(dǎo)TM導(dǎo)模的波阻抗緬塢克涉晚運(yùn)處棘菱烴浮勉踞鬼鎬倚還錳宅栓原生永毆秀諜廂蝸攻零割蘑微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)微波技術(shù)第3章1矩形波導(dǎo)（4）波阻抗 :導(dǎo)模的橫向電場(chǎng)和橫向磁場(chǎng)之比稱為該導(dǎo)模的波阻67（5）TE10模矩形波導(dǎo)的傳輸功率方搭二集哺疥曉典釘感魯裹壇祭皖莎械賈摟杖哨頂疏捆雙諒芹二箔貸它