电磁场与电磁波理论课件PPT第8章.ppt

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1、《电磁场与电磁波理论》第8章均匀传输线的导行电磁波8-1第8章均匀传输线的导行电磁波基本要求8.1均匀传输线中导行电磁波的传播模式8.2均匀传输线的基本方程及其稳态解8.3均匀传输线的特征参数8.4均匀传输线的等效阻抗和反射系数8.5无耗均匀传输线8.6史密斯圆图主要内容1《电磁场与电磁波理论》第8章均匀传输线的导行电磁波8-2实际使用的传输线的长度总是有限的，其中总的电磁波可以认为由两个传播方向相反的行波的叠加。对于不同的波导或不同的传播模式，场强在横截面内的分布是不同的，但是场沿着传播方向的传播特性是类似的。本章通过采用“场”和“路”相结合的方式对最简

2、单的平行双线进行讨论，其结果很容易推广到其他的传输线。首先讨论均匀传输线的基本方程及其稳态解，然后利用该稳态解分析无耗均匀传输线，最后介绍史密斯圆图。主要内容2《电磁场与电磁波理论》第8章均匀传输线的导行电磁波8-3了解传输线以及传输线方程的基本概念；掌握传输线方程的解的基本形式；掌握电压、电流、输入阻抗和反射系数的基本概念和计算；掌握简单形式的传输线的分析；了解行波、驻波、匹配、驻波比等基本概念。基本要求3《电磁场与电磁波理论》第8章均匀传输线的导行电磁波8-48.1均匀传输线中导行电磁波的传播模式8.1.1均匀传输线中的主模8.1.2均匀传输线中的高次

3、模由单一导体构成的均匀波导仅能传输非TEM模式，即TE模、TM模或混合模式；而由双导体或多导体构成的传输线除了可以传输TEM模（即主模）以外，还可以传播非TEM模式（即高次模）。本节，我们将从麦克斯韦方程出发，得到无耗传输线的基本方程。4《电磁场与电磁波理论》第8章均匀传输线的导行电磁波8-58.1.1均匀传输线中的主模传播TEM模的柱形的双导体结构TEM模的电磁场满足的方程TEM模的横向场分布TEM模的等效电压和等效电流TEM模的传输线方程5《电磁场与电磁波理论》第8章均匀传输线的导行电磁波8-6传播TEM模的柱形的双导体结构传播TEM模的传输线可归结为

4、由两个柱形的导体组成。为了简单起见，假设传输线是均匀无耗的。6《电磁场与电磁波理论》第8章均匀传输线的导行电磁波8-7线性各向同性的无损耗媒质的无源区的麦克斯韦方程传输线TEM模的电磁场（）满足的方程TEM模的电磁场满足的方程7《电磁场与电磁波理论》第8章均匀传输线的导行电磁波8-8由于标量函数的梯度的旋度恒等于零，可设TEM模的横向场分布（8.1.11）（8.1.12）（8.1.9）（8.1.10）——待求的复标量函数——待求的实标量函数均匀传输线中的TEM模的电磁场在横截面上的分布与相同结构的导体系统中的静态场的分布是完全—样。8《电磁场与电磁波理论》

5、第8章均匀传输线的导行电磁波8-9TEM模的等效电压和等效电流仿照静态场定义均匀输线中TEM模的等效电压和等效电流这样定义的电压和电流是唯一的，且仅与有关。它们可以完全地确定均匀传输线中TEM模的电磁场分布。一旦等效电压和等效电流确定了，传输线上的电磁场分布也就知道了。（8.1.13）（8.1.14）9《电磁场与电磁波理论》第8章均匀传输线的导行电磁波8-10传输线TEM模的电磁场分布与等效电压和等效电流的关系（8.1.21）（8.1.22）（8.1.23）（8.1.24）——双导体加有单位电压时，静电场的电位分布和电场分布，——导体上流有单位电流时恒定磁

6、场的磁位分布和磁场分布TEM模的等效电压和等效电流10《电磁场与电磁波理论》第8章均匀传输线的导行电磁波8-11同轴线的TEM模的电磁场分布与等效电压和等效电流TEM模的等效电压和等效电流11《电磁场与电磁波理论》第8章均匀传输线的导行电磁波8-12推导TEM模传输线方程所需要的两个方程推导TEM模传输线方程所需要的两个矢量恒等式推导TEM模传输线方程所需要的电感和电容的知识TEM模的传输线方程12《电磁场与电磁波理论》第8章均匀传输线的导行电磁波8-13TEM模的传输线方程——等效电压和等效电流满足的方程（8.1.19）（8.1.20）式（8.1.19）

7、和（8.1.20）表示的是均匀无耗传输线的基本方程，我们也可以讨论有损耗传输线的传输线方程，只是过程比较复杂。此传输线方程是由麦克斯韦方程（“场”的方法）得到的，它与下一节利用分布参数电路（“路”的方法）得到的是同样的。TEM模的传输线方程13《电磁场与电磁波理论》第8章均匀传输线的导行电磁波8-148.1.2均匀传输线中的高次模传输线高次模的电磁场满足的方程传输线高次模的等效电压和等效电流传输线高次模的传输线方程传输线上的传输功率均匀传输线中的高次模是指所有的非TEM模，它们不仅在单一导体构成的均匀波导内传输，在由双导体或多导体构成的传输线也能传播。高次

8、模的横向场分布只能利用“场”的方法得到，但是其纵向的场特性可以像T