导行波模式分类及传输特性参数.ppt

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1、导行波模式分类及传输特性参数一、导行波模式分类1.TEM波TEM波又称为横电磁波。这种情况下，截止波数(即kc=0)，此时必有Ez=Hz=0，即没有电磁场的纵向分量，只有横向电场与磁场存在。理论上任意频率的波均能在此传输线上传播，表明横电磁波在导波系统横截面上的场分布与相同条件下静止场的分布形式一样，这说明只有能建立静止场的导波系统，才能传输TEM波。这种情况下的导波场不能用纵向场分析法进行求解，其场的求解可看成二维静场问题的求解。即将横向电场Et用标量电位U(x,y)表示，求U(x,y)的二维拉普拉斯方程的解，就可得到各

2、横向场分量。2.TE波TE波称为电场纯横向波，又称为磁波(H波)，其特征是Ez=0，Hz≠0，　　，此时只有纵向磁场而无纵向电场。根据此条件和规则波导中的一般解式可以得到(1)波阻抗ηTE为(2)3.TM波TM波称为磁场纯横向波，又称为电波(E波)，其特征是Ez≠0，Hz=0，,此时只有纵向电场而无纵向磁场。根据此条件和规则波导中的一般解式可以得到(3)波阻抗ηTM为(4)二、导行波的传输特性参数描述导行波传输特性的参数主要有:相移常数β、截止波数kc、相速vp、波导波长λg、群速vg、波阻抗η与传输功率P等。1.相移常数

3、与截止波数在确定的媒质中，传播常数γ与波数k和截止波数kc的关系为(4)对于理想导行波系统，　　　　　为实数，γ=jβ表示无耗损介质，则(5)截止波数对应截止波长λc为(6)2.波导波长λg系统中的相波长称为波导波长，用λg表示，它与波数的关系是(7)3.相速vp与群速vg电磁波在波导系统中传播时，等相位面的传播速度称为相速，用vp表示。(8)对于导行波，k>kc，则,表明其传播速度大于真空中的传播速度。群速度指一群具有相近的ω和β的波群在传输过程中的“共同”速度，或设为已调波包络的速度，它是能量的传播速度。(9)由于　　

4、　　　　，则相速与群速的关系为(10)将相移常数β及相速vp随频率变化的关系称为色散关系。它描述了导行系统的频率特性。当有色散效应时，不用相速vp而用群速vg描述波的传播速度。如果β、vp与频率无关，则称为无色散关系。4.波阻抗η传输模式中横向电场与横向磁场之比称为波阻抗。(11)(12)5.传输功率由坡印亭定理可得某个波形的传输功率为(13)