【正文】 = j = j EHHE ????? ? ???()() , , , ) , , , ) yzzzyzE x y z E x y eH x y z H x y e???? ( ) ( ( a) ( ) ( ( ) + = j = j zyxzxyEEHyEE Hx? ??? ??????? ? ??()() j + = j ε y xzzyxE EHxyHHEy????? ?? ? ?????()()電磁場(chǎng)與電磁波基礎(chǔ)教程 聯(lián)立求解方程（ ），得 = j ε j ε zxyy xzHH ExH HExy???????? ?????() ()221 = ( + j ) 1 = ( j ) zzxczzycEHEk x yEHEk y x? ? ?? ? ????????????()()221 = ( j ε + ) 1 = ( j ε + ) zzxczzycEHHk y xEHHk x y???????????????()() 2 2 2 = + ckk ? ()電磁場(chǎng)與電磁波基礎(chǔ)教程 各類(lèi)導(dǎo)波模式的一般傳輸特性 方程（ ）改寫(xiě)為 2222 = 0 = 0 x y z c zx y z c zE + k EH + k H??()() 對(duì)于 TEM波，有 和 ，式（ ）變?yōu)? 0zE ? 0zH ?21, , , 0x y x ycE E H H k ? 看出式（ ）構(gòu)成一組無(wú)意義的零解。 微波集成電路 —— 微波技術(shù) 半導(dǎo)體器件 集成電路 的結(jié)合形成的平面型結(jié)構(gòu)電路 圖 。 0 , 0zzEH??0 , 0zzEH??電磁場(chǎng)與電磁波基礎(chǔ)教程 3．介質(zhì)傳輸線(xiàn)（表面波波導(dǎo)） 圖 （ c）表示介質(zhì)波導(dǎo)、介質(zhì)鏡像波導(dǎo)和介質(zhì)光波導(dǎo)。對(duì)其他導(dǎo)波系統(tǒng)也做了簡(jiǎn)要介紹。電磁場(chǎng)與電磁波基礎(chǔ)教程 矩形波導(dǎo)中導(dǎo)行電磁波的傳輸特性 第六章 電磁波的傳輸 導(dǎo)行電磁波的一般傳輸特性分析 傳輸線(xiàn)概述 其它導(dǎo)波系統(tǒng)簡(jiǎn)介 微波傳輸線(xiàn) 電磁波傳輸?shù)膽?yīng)用 電磁場(chǎng)與電磁波基礎(chǔ)教程 概 要 無(wú)線(xiàn)傳播和有線(xiàn)傳輸是傳遞電磁波信息的兩種基本形式。在此基礎(chǔ)上討論一般電磁波傳輸?shù)膽?yīng)用。介質(zhì)傳輸線(xiàn)是利用全內(nèi)反射基于表面波原理制成的表面波傳輸線(xiàn)。 電磁場(chǎng)與電磁波基礎(chǔ)教程 圖 。獲得非零解的存在條件只能取 1. 橫電磁波的一般傳輸特性 2 2 2 = 0 + = 0 ckk ?或 ()電磁場(chǎng)與電磁波基礎(chǔ)教程 式（ ）代入方程（ ），將橫向分量考慮進(jìn)去，得 它與無(wú)源區(qū)二維靜態(tài)場(chǎng) 和 滿(mǎn)足相同拉普拉斯方程。 2 2 2 2= ( 6 .1 7 )cck k k? ? ? ?? ? ? ( 6 . 1 8 )2 cc kf ? ? ??22j 1 j = ( )1 cccccfk f fffk f ff??????? ????? ????? ????? ??? ???令 ，則有 ，表示傳播截止，由式（ ）可知此時(shí) ，由此得 1ze ?? ?22 0cck? ? ? ?? ? ?0? ?當(dāng) 時(shí)，由式（ ）和（ ）可得傳播常數(shù) 0??電磁場(chǎng)與電磁波基礎(chǔ)教程 對(duì)于 f﹥ fc的傳播型波，有 可得波導(dǎo)內(nèi)導(dǎo)行波的相速 2= 1 ( 6 . 2 0 )cfk f? ??? ????上式表示導(dǎo)波在波導(dǎo)中的傳播常數(shù) 以截止頻率 fc 為分界點(diǎn) ，當(dāng) f﹥ fc時(shí)呈現(xiàn)虛數(shù) ，表示傳播型 色散行波 ， 當(dāng) f﹤ fc時(shí)呈現(xiàn)實(shí)數(shù) ?，表示衰減型 凋落場(chǎng) 。 （ 2） 色散性： 當(dāng) 時(shí) ， 和 等為 的函數(shù)，空管波導(dǎo)中傳輸色散行波。 c mn?? c mnf ?,??電磁場(chǎng)與電磁波基礎(chǔ)教程 矩形波導(dǎo)中導(dǎo)波（ TM波， TE波）的橫場(chǎng)分布特性 （ 1） 沿 x、 y向的駐波性和沿 z向的行波性 ： 三角函數(shù)表示駐波變化，虛指數(shù)表示行波變化。 222 T MTM222 T M1, j 1j j , ccmnR f fabZmnX f fab??? ? ?????? ??? ? ???? ? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ??? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ?? (6 .4 3a )TE222TETE2221, j 1j j , ccR f fmnabZX f fmnab????? ? ????????? ? ?????? ? ? ????? ? ? ?? ? ? ? ???? ?? ???? ? ? ?? ??? ? ? ?? ? ? ? ?? (6 .4 3b )電磁場(chǎng)與電磁波基礎(chǔ)教程 1． TE10模的場(chǎng)分布 將 m=1和 n=0， 和 代入式（ ）和（ ），并考慮傳播因子 和 ，可以寫(xiě)出 TE10模各場(chǎng)分量的瞬時(shí)形式 ck a?? j???? ?j tze ??? j 2j ze???看出場(chǎng)強(qiáng)與 y 無(wú)關(guān)，各分量沿 y 方向均勻分布，而沿 x 方向呈 000si n c os( ) ( )2si n c os( ) ( )2c os c os( ) yxzaE H x t zazH H x t zaH H x t za?? ? ????? ? ???????? ? ?? ? ??? ( c )0 ( d)x z yE E H? ? ?電磁場(chǎng)與電磁波基礎(chǔ)教程 駐波分布，其橫向場(chǎng)分布函數(shù)的空間變化關(guān)系為 其分布曲線(xiàn)如圖 （ a）所示。 2c a? ?c?c a? ?222TE222= ( e )( ) 1 ( )11= ( f )( ) 1 ( )pcc=fafZfaf? ? ??? ?? ? ?? ???? ? ???????電磁場(chǎng)與電磁波基礎(chǔ)教程 電磁場(chǎng)與電磁波基礎(chǔ)教程 ● 單模傳輸條件（減少多模功率損耗） 模式分布分區(qū)圖 多模區(qū) —— （ 0～ a）區(qū)間存在包括 TE20模在內(nèi)的多模傳輸； 單模區(qū) —— （ a～ 2a）區(qū)間存在主模 TE10模傳輸； 截止區(qū) —— （ 2a～ ∞）區(qū)間所有模式均被截止。考慮到 和 ，可得到矩形波導(dǎo)傳輸 TE10模時(shí)的功率容量 1 1TE 2 21 0 0 01 ( ) 1 ( )2cfZfa??? ? ??? ??? ? ? ??? ??????00aEH???? 0 sinyE E xa??2ax?0 =120??220TE101 ( )4 4 8 0 2brbr a b E a b EP Za ??? ? ?在空氣中 Ebr=30KV/cm,由此得空氣填充矩形波導(dǎo)的功率容量 20 . 6 1 ( ) ( M W )2brP a b a???電磁場(chǎng)與電磁波基礎(chǔ)教程 （ 2）上式中 ，代入 a和 b的數(shù)值，可得 1 0 c mcf? ??5 .9 7 M WbrP ? 其他導(dǎo)波系統(tǒng)簡(jiǎn)介 圓形波導(dǎo) 圖 圓形波導(dǎo)。 電磁場(chǎng)與電磁波基礎(chǔ)教程 1．同軸波導(dǎo)中的主模（ TEM波） 導(dǎo)波系統(tǒng)中的 TEM波無(wú)法用縱向場(chǎng)量法求解（無(wú)縱向分量），但其橫向分布模式與二維靜態(tài)場(chǎng)相同。 準(zhǔn)靜態(tài)場(chǎng)法 —— 傳輸主模 TEM 波與靜態(tài)場(chǎng)具有相同的場(chǎng)分布，利用靜態(tài)場(chǎng)中的宏觀物理量 C 和 L導(dǎo)出傳輸特性參量。目前廣泛使用的微帶線(xiàn)，隨著頻率的提高，將面臨尺寸變小、損耗增大和加工困難等問(wèn)題。 圖 ，其主模類(lèi)似于波導(dǎo)中的 TE10模。它具有頻帶寬、功率小、重量輕、可靠性高和成本低等優(yōu)點(diǎn)。 矩形介質(zhì)波導(dǎo)沒(méi)有嚴(yán)格的解析解，但用等效介電常數(shù)法已能得到足夠的精確度。 分析方法 （ 3）光纖的類(lèi)型 ● 單模光纖和多模光纖 112rn