第九章导行电礅波 主要内容 几种常用的导波系统,矩形波导中的电磁波, 圆波导中的电磁波,同轴线,谐振腔。 沿一定的途径传播的电磁波称为导行电磁浪,传输导行浪的系统称 为导浪系统。 常用的导波系统有双导线、同轴线、带状线、微带、金属波导等。 本章仅介绍同轴线和金属浪导。尤其是矩形金属浪导的传播特性。 这些导波系统的结构如下图示
第九章 导行电磁波 主 要 内 容 几种常用的导波系统，矩形波导中的电磁波， 圆波导中的电磁波，同轴线，谐振腔。 沿一定的途径传播的电磁波称为导行电磁波，传输导行波的系统称 为导波系统。 常用的导波系统有双导线、同轴线、带状线、微带、金属波导等。 这些导波系统的结构如下图示。 本章仅介绍同轴线和金属波导。尤其是矩形金属波导的传播特性
双导线 同轴线 矩形浪导 园浪导 带状线 微带 介质波导 光纤
带状线 双导线 矩形波导 微 带 介质波导 光 纤 同轴线 圆波导
1.TEM波、TE波及TN浪 TEM浪、TE浪及TM浪的电场方向及磁场方向与传播方向的关系 如下图示 E E TEM波 TE波 TM 波 可以证明,能够建立静电场的导波系统必然能够传输IEM浪 根据麦克斯韦方程也可说明金属浪导不能传输TEM浪
1. TEM波、TE波及TM波 TEM波、TE波及TM波的电场方向及磁场方向与传播方向的关系 如下图示。 TEM波 E H es TE波 E H es TM波 E H es 可以证明，能够建立静电场的导波系统必然能够传输TEM波。 根据麦克斯韦方程也可说明金属波导不能传输TEM波
几种常用导波系统的主要特性 名称波形电磁屏蔽使用波段 双导线TEM 3I 同轴线 TEM波 >10cm 带状线 TEN波 厘米浪 微带准TEM波 晅形浪导T或TM浪 圆波导TE或TM波 差好差差好好差 厘米波 厘米浪、毫米波 厘米浪、毫米浪 光纤TE或IM波 光浪
名 称 波 形 电磁屏蔽 使用波段 双导线 TEM波 差 > 3m 同轴线 TEM波 好 > 10cm 带状线 TEM波 差 厘米波 微 带 准TEM波 差 厘米波 矩形波导 TE或TM波 好 厘米波、毫米波 圆波导 TE或TM波 好 厘米波、毫米波 光 纤 TE或TM波 差 光波 几种常用导波系统的主要特性
导波系统传播特性的研究方法 首先设导波系统是无限长的,根据导波系统横截面的形状选取直角 坐标系或者圆柱坐标系,令其沿z轴放置,且传播方向为正z方向。以 直角坐标为例,则该导波系统中的电场与磁场可以分别表示为 E(x、y、z)=E0(x、y)ek H(x、y、z)=H(x、y)e 而且应该满足下列矢量亥姆霍兹方程 aE aEaE +k2E=0 aH aH aH Oy 22*hH
导波系统传播特性的研究方法 首先设导波系统是无限长的，根据导波系统横截面的形状选取直角 坐标系或者圆柱坐标系，令其沿 z 轴放置，且传播方向为正 z 方向。以 直角坐标为例，则该导波系统中的电场与磁场可以分别表示为 k zz x y z x y j 0 ( ( e − E 、 、 ）= E 、 ） k zz x y z x y j 0 ( ( e − H 、 、 ）= H 、 ） + = + + + = + + 0 0 2 2 2 2 2 2 2 2 H H H H E E E E 2 2 2 2 2 2 k x y z k x y z 而且应该满足下列矢量亥姆霍兹方程