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,且令其沿z轴放置,传播方向为正2方向。以直角坐标系为例,则电场与磁场可以分别表示为E(x, y,z) = E,(x,y)e-ik:H(x, y,z)= H (x,y)e-ik:且满足下列矢量亥姆霍兹方程a?EaEa’E+kE=0Oz?ax?Qy?a"Ha"Ha?H+k2H= 0+Qz?ax?ay?
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,且令其沿 z 轴放置,传播方向为正 z 方向。 + = + + + = + + 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 且满足下列矢量亥姆霍兹方程 k zz x y z x y j 0 ( , , ) ( , ) e − E = E k zz x y z x y j 0 ( , , ) ( , ) e − H = H 以直角坐标系为例,则电场与磁场可以分别表 示为
上式包含了E.,及,E,6个直角坐标分量,分别满足齐次标量亥姆霍兹方程。可以证明,x和y分量与z分量的关系为aEaH.1E-jkjouk2只要求出z分量,axdy其余分量即可求出。aH.E-Ejk+ joμ-keayaxaEaH.1jkz分量为纵向HJ08keoyax分量,因此这种方1aEaHHjk.-jos法又称为纵向场法。k2axOy式中k2 = k2-k?
上式包含了 及 6个直角坐标分量,分 别满足齐次标量亥姆霍兹方程。 Ex Ey Ez , , H x H y H z , , 可以证明, x 和 y 分量与 z 分量的关系为 − = − y H x E k k E z z x j z j 1 2 c + = − x H y E k k E z z y j z j 1 2 c − = x H k y E k H z z z x j j 1 2 c − = − y H k x E k H z z z y j j 1 2 c 2 2 2 c z 式中 k = k − k 只要求出 z 分量, 其余分量即可求出。 z 分量为纵向 分量,因此这种方 法又称为纵向场法
对于圆波导,选择圆柱坐标系,r和横向分量可用z丝纵向分量表示为OEaHoμjkkearaoH一DE+ jouasaraH.aE08H, =jkk2radrOEak.JOek?raar
对于圆波导,选择圆柱坐标系,r 和 横向分 量可用 z 纵向分量表示为 + = − z z r z H r r E k k E j j 1 2 c + = − r E H r k k E z z z j j 1 2 c − = r H k E k r H z z z r j j 1 2 c + = − z z Hz r k r E k H j j 1 2 c
矩形波导传播特性2.3宽壁的内尺寸为α,窄壁矩形波导如图示,的内尺寸为 b。已知金属波导只能传输TE波及TM波,若仅传输uTM波,则H,=0。按照纵向场法,此时仅需求出E,分量,然后即可计算其余各个分量
2. 矩形波导传播特性 矩形波导如图示,宽壁的内尺寸为 a ,窄壁 的内尺寸为 b 。 a z y x b , 已知金属波导 只能传输 TE 波及 TM 波,若仅传输 TM 波,则 Hz = 0 。 按照纵向场法,此时仅需求出 Ez 分量,然后 即可计算其余各个分量
已知电场强度的z分量可以表示为E, = E.o(x, y)e-ikE,满足的齐次标量亥姆霍兹方程为"E. 'E.+kE. =0k? =k2-k?ax?+Qy2考虑到也应满足E, = E.o(x,y)e-ik=,其振辐 E-。t上述方程。’E.0+"E.0 + k?E.o = 0即ax?Oy
Ez 满足的齐次标量亥姆霍兹方程为 0 2 2 c 2 2 2 + = + z z z k E y E x E 2 2 2 c z k = k − k 考虑到 ,其振辐 也应满足 上述方程。 k z z z z E E x y j 0 ( , )e − = Ez0 已知电场强度的 z 分量可以表示为 k z z z z E E x y j 0 ( , )e − = 0 0 2 2 c 0 2 2 0 2 + = + z z z k E y E x E 即