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第六章波導(dǎo)6.2-6.3主題:1.波導(dǎo)特性的色散特性、特征阻抗、TE10模等效阻抗
2.圓波導(dǎo)場分布、色散與特征阻抗1矩形波導(dǎo)是高通濾波器,有截止頻率fc由色散方程可知當(dāng),kz為虛數(shù),波不能傳播;只有當(dāng),kz為實(shí)數(shù),波可以傳播;所以矩形波導(dǎo)是高通濾波器。截止頻率fc或截止波長lc由決定,并得到2矩形波導(dǎo)是高通濾波器,有截止頻率fc將矩形波導(dǎo)代入得到,對于a=2b的矩形波導(dǎo),當(dāng)a<l<2a時,波導(dǎo)中只能傳播TE10模,可以做到單模工作。圖6-6a=2b矩形波導(dǎo)的截止波長分布圖3模式簡并波導(dǎo)中不同模具有相同的截止波長(或截止頻率)的現(xiàn)象,稱為波導(dǎo)模式的“簡并”,在矩形波導(dǎo)中,除TEm0模和TE0n
模以外的模都有簡并,即TEmn模和TMmn模m、n≠0)是簡并的。波導(dǎo)中截止波長最長(或截止頻率最低)的模稱為波導(dǎo)的最低型模(或稱主模、基模),其它的模稱為高階模。矩形波導(dǎo)中的主模是TE10模(如果a>b),其截止波長最長,等于2a。4矩形波導(dǎo)色散特性曲線
上式表示的在(w,kz)平面上的曲線稱為矩形波導(dǎo)的色散關(guān)系。縱坐標(biāo)w用w10歸一化,w10是TE10模的截止角頻率,橫坐標(biāo)kz用kt10歸一化,kt10為TE10模的截止波數(shù)。(kt10=p/a)經(jīng)歸一化后,色散曲線上任一點(diǎn)與原點(diǎn)連線斜率表示相速與光速之比,切線斜率表示群速與光速之比。不管什么模式,愈接近截止頻率色散愈嚴(yán)重。5相速度和群速度由此可見,波導(dǎo)中傳輸模的相速度大于同一介質(zhì)中的光速。群速度小于同一介質(zhì)中的光速。傳輸模的相速度和群速度有關(guān)系
6波導(dǎo)波長對于TE10模波導(dǎo)波長:波導(dǎo)中某傳輸模相鄰兩等相位面之間的軸向距離
對于TE10模7特征阻抗與等效阻抗空氣填充的矩形波導(dǎo),TE10模TE10模的特征阻抗與波導(dǎo)窄邊尺寸b無關(guān)。波導(dǎo)的特征阻抗用來研究不同截面波導(dǎo)連接問題,對于TE10模并不有效。定義等效阻抗Z=wm/kzTEZ=kz/were0TM89101112131415161718192
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