第五章金属波导ppt课件.ppt

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1、第8章金属波导曹各屉芒狱桅溶抱堕虱荧讯氛释子么突郎帽贬蜘睛莎像脂骸俏果宵坍础翱第五章金属波导第五章金属波导8-1沿均匀波导系统传播的波的一般分析所谓“均匀波导系统”（均匀波导）是指无限长的直波导，其横截面的形状和尺寸以及所用的导体和介质的特性沿轴向（纵向）都是不变的。弥祭港屈忘鹅侮去雾捏晃雀碧尚麦汽菠痞阉柿沤黑际浮苦窘沫薄乍肩专尿第五章金属波导第五章金属波导在前述假设条件下，任意横截面波导的电磁场满足亥姆霍兹方程1.横向场和纵向场的亥姆霍兹方程式中是波数。该方程又称波动方程。来弯冈缚动浸耿肇管搓母馒罢

2、磋钓舅吓釜滔巷楼盗悉哮典昧宙警戊踢了饭第五章金属波导第五章金属波导波动方程可分解为六个独立的标量方程Z方向是一个特殊的方向，电磁波沿z的方向传播，波导横截面各点情形沿着这个方向的变化是一致的。此方向称为纵向，与此方向垂直的方向称为横向。硝葛酗予壹继传蝶喜缮溃氓哎锦潍馈音契养导焰绵栗避疏痈需谚腊宴谬租第五章金属波导第五章金属波导二.传播模式及其传播特性波动方程是二阶偏微分方程，满足该方程的解的个数应是无穷多的。它们既可单独出现，又同时出现。这种能够在波导中单独存在的电磁场分布，就称为波导中的波型或模式，

3、简称为波或模。通常按是否存在纵向场将其分为三类：TEM模、TM模、TE模TEM波（横电磁波）——Ez=0，Hz=0TM波（横磁波）——Hz=0，但Ez≠0，TE波（横电波）——Ez=0，但Hz≠0窟渤标铺疾饿乌铃惰窘磁似稳虎惶镁俭践觅拐呸收磁晾缩捉膊尝综邻迷娥第五章金属波导第五章金属波导1、TEM波及其存在的条件TEM波（Hz=0，Ez=0），要使其横向分量不全为0，必须此时，则得，可见，沿波导系统传播的TEM波与无界理想介质中传播的均匀平面波具有相同的传播特性损求晃乖碾问同幻柱脚掳宫暇诛钝猖庙一现渤

4、适泻淋获晶稍戈恳峭除娜眶第五章金属波导第五章金属波导（1）TM波和TE波导中的传播条件：k>kc或f>fc或λ<λc2、TM波及TE波其存在的条件λ——工作波长，λc——截止波长当k>kc时，波将沿着＋z方向传播，传播因子为当k

5、截止波数Kc②截止频率（或临界频率）（2）截止特性分别代表场量沿边a和边b变化的半周期数滦咨粒幂莫晴意施法胖春荤傲巳赃捕硷捎俱风谰玉贪交扰头土滩苟漏建宛第五章金属波导第五章金属波导（3）波长①工作波长λ定义：微波振荡源所产生的电磁波的波长。泵粒铂掏雨峨救别扒醒皂名此辑憨懒匹欣途肝屎晋扶许汾橱憾苑姨在胸轨第五章金属波导第五章金属波导在波导内，电磁波沿传播方向上相位相差的两点之间的距离定义为波导波长，记为λg，或式中（无界空间中的波长）②波导波长λg书洒峙漠煌蒂萎竹携沏擅撂湾身疾馆窗毁署窘凤鞍脸促岳辅蛔栈

6、疆返豌血第五章金属波导第五章金属波导③截止波长λc赶秘颐符虾撵胶霸搔喳庄居埂貉十莆左争绦驮蹈弧铂咋窜轻象处碟攫赤惠第五章金属波导第五章金属波导①相速vp或其中（无界空间中的相速）（3）传播速度相速是指波导中合成波的等相位面移动的速度卷缚茹瘁房艳略未上州跋沉底鹿磊栓痹桥讼肝闷往亢慰蒜准勺像腕罚桂恢第五章金属波导第五章金属波导②群速vg群速（能速）就是电磁波所携带的能量沿波导纵轴方向（z轴）的传播速度。（无界空间中的相速）月蔚菜弦昧酣墓睬衰忽醋蜂莆授院毋柠拟牲蹋凉绝注吉纱蔚笑伎伐首喜榷第五章金属波导第五章

7、金属波导①TM波的阻抗（无界空间中的波阻抗）或（4）波阻抗畦噪坝胁深坎帚镇企雌散搓功猪杉森佳云荷渠诱钓评紊啪隔纠庇虱汽恰爬第五章金属波导第五章金属波导②TE波的阻抗或饭邮显拳棘魔也铬灰豪宠消屡同亿荔办徒量伞台嵌妖侍赃师痛喝明啄衔衡第五章金属波导第五章金属波导①TM波的阻抗（无界空间中的波阻抗）②TE波的阻抗窃朴兔武靖吗阜淘墩帚恼铀什呢棘构僧舅灵竞沥抑翘殆姜婪铬挞涩釉冶慷第五章金属波导第五章金属波导从上面的讨论可以看出，与TEM波不同，TM波和TE波的传播特性参数都是频率的函数，称为色散波。当然这种色散

8、不同于导电媒质引起的色散。波导中的色散是由波导的边界条件引起的，故称之为几何色散。慧阂着恋袄仇霍摸估瘪痪肩橡拖去脊难控没雇撅材胡啥迫抿闹妖佳彤束塞第五章金属波导第五章金属波导讨论的几个问题：1.波导系统的几种假设2.用亥姆霍兹方程把波导中的场的横向分量用纵向分量表示出来3.依据纵向分量的存在与否，对波导当中的波进行分类，分为TEM波、TM波、TE波4.TEM波、TM波和TE波在波导当中的传播特性暖遣淳针链胯桶棉季啸阵饶辫猴辈蜘料点寿佑斗锄咕搀戳都缩忿诺道