截止传播常数和截止频率已知 k2 =k2 -k2 即 k2 = k2- k2若k=k。,则k.=0,意味波的传播被截止,因此,称为截止传播常数kATm元+%ke=k +ks-的截止由k=2元f/su求出对应于截止传播常数k频率f。即2元/eu2/e
已知 kc 2 = k 2 − kz 2 ,即 kz 2 = k 2 − kc 2 。 若 ,则 ,意味波的传播被截止,因此, 称为截止传播常数。 c k = k kz = 0 c k 截止传播常数和截止频率 由 求出对应于截止传播常数 的截止 频率 。 k = 2πf c k c f 2 2 2 c x y k = k + k 2 2 2 c π π + = b n a m k 2 2 c c 2 1 2π + = = b n a k m f 即
(/1-f>f传播常数k, =±k,[1fef<fK当f>f.时,k为实数,因子e-ik=代表向正z方向传播的波。-(岁)-当f<f,时,k,为虚数,因子e-jk.- =表明电磁场没有传播,而是沿正z方向不断衰减的凋落场对于一定的模式和波导尺寸来说,f.是能够传输该模式的最低频率,波导相当于一个高通滤波器
传播常数 − − − = = − j 1, 1 , 1 c 2 c c 2 c 2 c f f f f k f f f f k f f k k z 当 时, 为实数,因子 代表向正 z 方向 传播的波。 c f f z k k zz j e − 当 f f c 时, kz 为虚数,因子 1 j 2 c e e − − − = f f kz k zz 对于一定的模式和波导尺寸来说,f c 是能够传输 该模式的最低频率,波导相当于一个高通滤波器。 表明电磁场没有传播,而是沿正 z 方向不断衰减 的凋落场。
截止波长由k= 2元,求得对应于截止传播常数的截止k222元波长2,为>a,b 及模式截止频率和截止波长均与波导尺寸福m, n 有关。模次越高,截止频率越高,截止波长越短波导尺寸为 α=2b 时 TEo1TEidTE20各种模式的截止波长分布TMu如图。1c02aa
由 ,求得对应于截止传播常数 的截止 波长 为 2π k = c k c 2 2 c c 2π 2 + = = b n a k m 截止波长 截止频率和截止波长均与波导尺寸 a, b 及模式 m, n 有关。 波导尺寸为 时, 各种模式的截止波长分布 如图。 a = 2b TM11 TE01 TE20 TE10 0 a 2a c 模次越高,截止频率越高,截止波长越短
当>2α时,全部模TE10TEo1截止区式被截止。TE20当a<<2α时,只有TMu波存在,其它模式TEi10N02aa被截止。当<α时,才有其它模式出现若工作波长满足α<<2α,即可实现单模传输单模传输的惟一模式就是TE10波。TE10波为矩形波导中的常用模式或称为主模通常取α>2b,以便在α<<2a波段内实现TE波单模传输
TE10波为矩形波导中的常用模式或称为主模。 截 止 TM11 区 TE01 TE20 TE10 0 a 2a c 当 时,只有 TE10 波存在,其它模式 被截止。 a 2a 当 a 时,才有其它模式出现。 若工作波长满足 ,即可实现单模传输, 单模传输的惟一模式就是TE10波。 a 2a 通常取 ,以便在 波段内实现TE10波 单模传输。 a 2b a 2a 当 时,全部模 式被截止。 2a
为了保证仅传输TE0波,应该满足下列不等式元元(a>2b)L<a<(a<1<2a)22窄壁尺寸的下限取决于传输功率,容许的波导衰减以及重量等。将可获知,窄壁减小会使传输衰减增大。工程上常取又 a=0.7左右,b=(0.4~0.5)a或(0.1~ 0.2)a 。可见,当工作波长增加时,为保证单模传输波导的尺寸必须相应地加大。因此,实际中金属波导适用于3000MHz以上的微波波段国际上对于各波段使用的波导尺寸已有统一规定
窄壁尺寸的下限取决于传输功率,容许的波导 衰减以及重量等。 国际上对于各波段使用的波导尺寸已有统一规定。 可见,当工作波长增加时,为保证单模传输, 波导的尺寸必须相应地加大。因此,实际中金属波 导适用于3000MHz以上的微波波段。 工程上常取 a = 0.7 左右, b = (0.4 ~ 0.5)a 或 (0.1~ 0.2)a 。 将可获知,窄壁减小会使传输衰减增大。 a 2 2 b 为了保证仅传输TE10波,应该满足下列不等式 (a 2a) (a 2b)