第三章微波传输线 3-1引言 微波传输线是用来传输微波信号和微波能量的传输线。微波传输 线的种类很多,比较常用的有平行双线、矩形波导、圆波导、同轴线、 带状线和微带线等。 3-2交变电磁场基本关系式 一、麦克斯韦方程组 辅助方程 B V×E &t D d= CE V×H B=uH V: D=p J= OE V·B=0 KDI
第三章 微波传输线 3-1 引 言 微波传输线是用来传输微波信号和微波能量的传输线。微波传输 线的种类很多，比较常用的有平行双线、矩形波导、圆波导、同轴线、 带状线和微带线等。 3-2 交变电磁场基本关系式 一、麦克斯韦方程组 = − = + = = E B t H D t J D B 0 辅助方程 D E B H J E = = =
第三章微波传输线 场量的瞬时值与复数振幅值之间的关系为 E(x,V,,1) =E(x, y, ) cos(@ot+e) RelE(x, y, a) lor ]=Re E(x, ys=)eron] 可得复数形式的麦克斯韦方程组为 E V×H=joE+J V·D= V·B= 般都假定远离场源,即在无源区 V×E=-joH V×H=joEE V·B=0
第三章 微波传输线 场量的瞬时值与复数振幅值之间的关系为 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) E x y z t E x y z t E x y z e e E x y z e j j t j t , , , , , cos Re , , Re , , = + = = 可得复数形式的麦克斯韦方程组为 = − = + = = E j H H j E J D B 0 一般都假定远离场源，即在无源区 = − = = = E j H H j E D B 0 0
第三章微波传输线 、边界条件 1.两种媒质界面的边界条件2.理想导体表面的边界条件 n×(E2-E)=0 n×E,=0 n×(H HD n n(D2-D)=P, n·D2=P n(B2-B1)=0 n·B,=0 交变电磁场的能量关系 对于一封闭曲面S,电磁场的能量关系满足复功率 定理,即 手2(E×H)=P+2o(m-H)
第三章 微波传输线 二、边界条件 1. 两种媒质界面的边界条件 ( ) ( ) ( ) ( ) n E E n H H J n D D n B B s s − = − = − = − = 2 1 2 1 2 1 2 1 0 0 2. 理想导体表面的边界条件 n E n H J n D n B s s = = = = 2 2 2 2 0 0 三、交变电磁场的能量关系 对于一封闭曲面S，电磁场的能量关系满足复功率 定理，即 − ( ) = + ( − ) 1 2 E H ndS PL j2 Wm We S
第三章微波传输线 3-3理想导波系统的一般理论 导波系统中的电磁波按纵向场分量的有无,可分为 以下三种波型(或模): (1)横磁波(M波),又称电波(E波):H=0.E.≠0 (2)横电波(TE波),又称磁波(H波):E.=0,H≠0 (3)横电磁波(TEM波): E.=0.H=0 其中横电磁波只存在于多导体系统中,而横磁波和 横电波一般存在于单导体系统中,它们是色散波。 4」
第三章 微波传输线 3-3 理想导波系统的一般理论 导波系统中的电磁波按纵向场分量的有无，可分为 以下三种波型(或模)： (1) 横磁波(TM波)，又称电波(E波)： (2) 横电波(TE波)，又称磁波(H波)： (3) 横电磁波(TEM波)： Hz = 0, Ez 0 Ez = 0, Hz 0 Ez = 0, Hz = 0 其中横电磁波只存在于多导体系统中，而横磁波和 横电波一般存在于单导体系统中，它们是色散波
第三章微波传输线 TM波 1.场分量基本关系式 将M波的场量:E=Bn+B,H=HnY=anan1+an2b+a. 代入式(3-3)中的两个旋度方程得 x.0×(E1+E)=-1oDuH (y+a12)1=m(+E) 可得到TM波各场分量的基本关系式为 E Hx=I(-)V×a (=)=-joa( E
第三章 微波传输线 一、TM波 1. 场分量基本关系式 将TM波的场量： E = ET + Ez H = HT , = + + u u z u u z 1 2 1 2 代入式(3-3)中的两个旋度方程得 + ( ) T z T + z = − T z E E j H + ( ) T z T = T + z z H j E E 可得到TM波各场分量的基本关系式为 ( ) ( ) E U z H I z T T T T z = − = ( ) E I z j z = − T 2 I(z) = − j U(z)dz