3、镜像线(ImageLine)Z主模为Ei,本征模系列为E和Em。接地板解决了E"和E"简并问题,易做到x单模传输,传输频带更宽。3333优点:可制作在接地板平面上,接地板利于散热和给器件加偏置。$ 5.1缺点:介质与接地板间空气缝隙需粘合剂填充而增加损耗;有接地板概述yt带来的导体损耗。4、隔离镜像线(InsulatedImageLine)要求&>&,主模为Ei,本征模系列为NAE和E。引入8介质层是为了减小导电板的导体损耗(起到隔离的作用),典型的隔离镜像线是用氧化铝陶瓷或其它陶瓷材料做介质条带,用聚四氟乙烯或聚乙烯做隔离层。6
6 §5.1 概述
S5.1概述5、带状介质波导(SD)主模为E,要求8>6和8>83。场集中在层中,尤其是在中心介质条带下63方附近,有利于散热和加直流偏置,6、倒置带状介质波导(IS)y主模为E,要求>,场集中在层81中,尤其是在中心介质条带上方,可以进一82步减小了导体损耗及介质表面粗糙造成的辐射损耗,又不要粘合剂。场未紧紧限制在SD和IS结构内,弯曲等以上两种波导是弱导结构,会造成较大的辐射
7 §5.1 概述
85.2介质波导工作原理介质波导的分析方法主要分两种:身射线理论和波动理论射线理论:就是几何光学(GeometricalOptics,GO)方法,优点是简单和直观,但是在分析复杂问题时只能得出较粗糙的近似结果波动理论:就是求解有限边界下的电磁场边值问题(即求解给定边界条件的偏微分方程),前述金属规则波导分析使用的就是波动理论。由于介质波导是一种开放或半开放式波导,所以其边界条件比金属波导多而复杂,因而介质波导的波动理论分析也要复杂得多。介质波导的传播机理是建立在介质分界面上电磁波全反射基础上的,因此利用射线理论并结合“路”的分析方法来研究介质分界面上波的反射和折射现象,具有简洁直观、概念清晰的特点,这是本章贯彻始终的基本方法。8O
§5.2 介质波导工作原理 8
一、介质波导中的平面波当均匀平面波斜入射无限大介质分界面时,相对于介质分界面建立的$5.2坐标系(称为结构坐标系),存在两种最基本形式的平面波:介质波导工作原理H平面波(TE):电场只有平行于介质分界面的分量,磁场落在入1、射平面内,相对结构坐标系有三个场分量E、H、H。磁场只有平行于介质分界面的分量,电场落在入2、E平面波(TM):射平面内,相对结构坐标系有三个场分量H、E、E.。xni>n2n>n20.6HHn2n2ni2niZLHHHH平面波(TE)E平面波(TM)
9 §5.2 介质波导工作原理
特别注意:在上述过程中,已假定为传播方向,两种平面波的各场分量在y方向均无变化,即各场分量的a/y=0。$5.2利用麦克斯韦方程的分解,可以得到两种平面波对应的方程组:介质波导工作原理V×E(x,z)=-jouH(x,z)V× H(x,z)= j08E(x,z)H平面波(TE)E平面波(TM)aE,(x,z)aH,(x,z)aE.(x,z)aH.(x,z) j0sE,(x,z)-joμH (x,z)OzOzayayE,(x,z)aH,(x,z)oH (x,z)oE (x,z)-jouH.(x,z)josE.(x,z)axayayaxoH (x,z)aH.(x,z)aE,(x,z)oE.(x,z)= j08E,(x,z)-joμH,(x,z)OzaxOzaxaE,(x,z)oH,(x,z)= jouH (x,z)josE,(x,z)ozOzaE,(x,z)H,(x,z)-jouH.(x,z)= j0E.(x,z)axaxaH.(x,z)oE,(x,z)oH.(x,z)OE.(x,z)=-jouH (x,z)= jo8E,(x,z)OzOxOzax10
10 §5.2 介质波导工作原理