導(dǎo)行電磁波二ppt課件(已修改)
2025-05-11 01:00 本頁面
【正文】 第八章 導(dǎo)行電磁波（二）王 棟 劉 興制作 圓柱形波導(dǎo)管也是應(yīng)用較廣泛的一種波導(dǎo)管，它可以用于天線饋線和多路通信中，可以構(gòu)成微波諧振腔、旋轉(zhuǎn)式移相器和衰減器，還可以構(gòu)成微波管的輸出腔，以及其它方面的應(yīng)用。本節(jié)所講的圓柱形波導(dǎo)管，是指橫截面為圓形的空心金屬波導(dǎo)管（普通圓波導(dǎo)管）167。83 圓柱形波導(dǎo)四個場分量 求圓柱形波導(dǎo)內(nèi)場量分布的方法與矩形波導(dǎo)內(nèi)場量分部的方法完全一樣，但以采用下圖所示，圓柱坐標(biāo)較為方便。 如果用兩個縱向場分量 Ez和 Hz來表示其它場分量。則四個橫向分量表達(dá)式（ 822）式表示成圓柱坐標(biāo)： 另一方面，由波動方程 按圓柱坐標(biāo)系把 分成縱向和橫向分量：故可得圓柱導(dǎo)波裝置中的電場微分方程：TM波仍先求 Ez分量，得標(biāo)量波動方程。 由 算子，得：用分離變量法求解上式，令：式中的 R表示只含變量 r的函數(shù)， 表示只含變量 的函數(shù)。因子 均被省略。將 代入 式中 ,可得 :上式可以改寫為:此式等號左邊只含與 r有關(guān)的項 ,右邊只含與 φ 有關(guān)的項 .欲使此式對一切的 r, φ 值均成立 ,等式兩邊應(yīng)分別等于同一常數(shù) m2 .即有 :式 的通解為 :式 可寫成 :這是貝塞爾方程 ,它的解為 :式中 Jm是 m階第一類柱貝塞爾函數(shù) ,Nm是 m 階第二類貝塞爾函數(shù) .由于 r的變化范圍可由 0變到圓柱行波導(dǎo)的半徑 a,為了使 Ez在 r=0處不改變?yōu)闊o限大 ,應(yīng)取第一類柱貝塞爾函數(shù) ,即令 C=0,式 此時可寫成 :可設(shè) (常數(shù) ),則 :將先前 所求 EZ代到 TM波的縱橫場關(guān)系式得四個分量 .并考慮到 =jβ =jkz,TM波的 Hz=形波導(dǎo)中 TMmn波的場量為 :式中 E0為常數(shù) 由激勵源決定 .同樣的方法 ,可得圓柱形波導(dǎo)中 TE波的各場量表達(dá)式為 :式中 H0常數(shù) 由激勵源決定 .TE波三個常用模1，主模 TE11模TE11模 ， m=1， n=1則： 最小。截止頻率 fc最低：故 λc最長，是圓柱波導(dǎo)中的最低次模，也是主模。2，圓對稱 TM01模 m=0， n=1則：具有最低 fc，故 TM01是圓柱波導(dǎo)的第一個高次模。3，低損耗的 TE01模 它是圓柱波導(dǎo)的高次模式，與 TM11模是簡并模，下圖表示圓柱形波導(dǎo)中 的分布： 截止區(qū)域TM02TE12TM21TE0 TM11TE21TM01TE11 廣義而言 ,凡能夠限定電磁能量在一定體積內(nèi)振蕩的結(jié)構(gòu)可構(gòu)成電磁振蕩器 .1,在低頻無線電技術(shù)中采用 LC回路 (諧振 )產(chǎn)生電磁振蕩 .大約在 300MHz
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