波導(dǎo)理論基礎(chǔ)

一、基本概念（BasicConcepts）

1.波導(dǎo)是有橫截面場分布的廣義傳輸線圖36-1波導(dǎo)和廣義傳輸線第一頁，共31頁。一、基本概念（BasicConcepts）

橫向場有各種模式，構(gòu)成多樣性?？v向變化

是廣義傳輸線矛盾的統(tǒng)一性。2.波導(dǎo)的解法思路

Note（注記）從支配方程矢量Helmholtz方程——到縱向分量，標(biāo)量Helmholtz方程有兩個(gè)重要變化：·由于我們把波導(dǎo)中模式分成和兩類，所以具體只有研究

和

方程其中之一。

第二頁，共31頁。一、基本概念（BasicConcepts）

圖36-2波導(dǎo)解法思路

第三頁，共31頁。一、基本概念（BasicConcepts）

上述推導(dǎo)的出發(fā)點(diǎn)是

方向的廣義傳輸線理論計(jì)及第四頁，共31頁。對(duì)比后邊的諧振腔理論，上述方程可稱為二維諧振腔。一、基本概念（BasicConcepts）

則可寫成第五頁，共31頁。一、基本概念（BasicConcepts）

3.波導(dǎo)的特征參量第六頁，共31頁。一、基本概念（BasicConcepts）

Note：（注記）在波導(dǎo)中波長與媒質(zhì)有關(guān)，例如，而截止波長

與媒質(zhì)無關(guān)。類似地與媒質(zhì)有關(guān)。4.波導(dǎo)的主要特性波型阻抗表示波導(dǎo)的阻抗特性

第七頁，共31頁。它的記憶方式可由不變矩陣出發(fā)一、基本概念（BasicConcepts）

第八頁，共31頁。一、基本概念（BasicConcepts）

·功率容量

特性功率容量反映波導(dǎo)中某種波型的把其中的取

即可。（也就是空氣擊穿場強(qiáng)）·衰減

特性采用功率增量法

第九頁，共31頁。一、基本概念（BasicConcepts）

Note：（注記）應(yīng)區(qū)別

公式中的

和

。

——波導(dǎo)壁上切向的磁場，與壁電流有關(guān)；

——波導(dǎo)橫截面的橫向磁場與Poyingting矢量有關(guān)。

第十頁，共31頁。二、TE10波（RectangularWaveguide）

波是我們所要研究的重點(diǎn)之一。1.

波場表示第1種方法：寫出領(lǐng)矢矢量第十一頁，共31頁。二、TE10波（RectangularWaveguide）

計(jì)及波特點(diǎn)第2種方法：寫出

并知道是電場的唯一分量。第十二頁，共31頁。二、TE10波（RectangularWaveguide）

利用Maxwell方程很容易得到

第十三頁，共31頁。二、TE10波（RectangularWaveguide）

圖36-3TE10波場結(jié)構(gòu)第十四頁，共31頁。二、TE10波（RectangularWaveguide）

2.波主要參數(shù)第十五頁，共31頁。二、TE10波（RectangularWaveguide）

3.波壁電流

圖36-4波壁電流

第十六頁，共31頁。二、TE10波（RectangularWaveguide）

4.波功容量5.波衰減第十七頁，共31頁。二、TE10波（RectangularWaveguide）

6.模工作區(qū)圖36-5單模工作區(qū)

第十八頁，共31頁。

1.一般性質(zhì)

三、圓波導(dǎo)問題

·圓波導(dǎo)中波和波有無限個(gè)

表示有第0個(gè)根，也即也即

，

不存在，但是卻可以存在，，表示圓周方向不變化?！?/p>

第十九頁，共31頁。三、圓波導(dǎo)問題

圖36-6圓波導(dǎo)模式工作區(qū)

第二十頁，共31頁。三、圓波導(dǎo)問題

·圓波導(dǎo)內(nèi)存在兩種簡并

case1極化簡并和case2

和

的

相同Note：和不發(fā)生簡并。

·

——代表沿圓周

分布的整波數(shù)

——代表沿半徑

（包括

）的最大值個(gè)數(shù)。

第二十一頁，共31頁。三、圓波導(dǎo)問題

2.傳輸主模——

模第二十二頁，共31頁。3.損耗最小的——

模

三、圓波導(dǎo)問題

第二十三頁，共31頁。三、圓波導(dǎo)問題

4.軸對(duì)稱波型——

模第二十四頁，共31頁。四、元件問題第二十五頁，共31頁。四、元件問題［例1］由一矩陣右端接短路板，求此單口元件的圖36-7單口元件第二十六頁，共31頁。四、元件問題[解]：

令考慮最壞的相位關(guān)系若上述數(shù)大于1，則取。第二十七頁，共31頁。四、元件問題［例2］有－網(wǎng)絡(luò)，右端接匹配負(fù)載，現(xiàn)在左邊加無耗網(wǎng)絡(luò)，要輸入反射系數(shù)，寫出匹配條件。圖36-8雙口元件第二十八頁，共31頁。四、元件問題［解］：這個(gè)問題等