【正文】 TM波波阻抗呈 容性。 (3) (4) 以上兩式表明在截止?fàn)顟B(tài)下矩形波導(dǎo)的傳輸功率為純虛數(shù)，即 不能傳輸功率40216。 矩形波導(dǎo)中電場儲能與磁場儲能矩形波導(dǎo)中電場儲能與磁場儲能 設(shè) 波導(dǎo)壁是理想導(dǎo)體，波導(dǎo)內(nèi)的媒質(zhì)無耗，取一段波導(dǎo)，其體積為 V，包圍體積 V的面積為 S， S由波導(dǎo)壁和兩個 截面 S1和 S2構(gòu)成， V內(nèi)無源，即 J＝ 0，由積分形式的坡印亭定理得 () 上式的左端為面積分，此積分在波導(dǎo)壁上的積分等于零(n?z)，有值的僅僅是一段波導(dǎo)的兩個橫截面，右端是磁場和電場儲能密度。 當(dāng)波處于傳播狀態(tài)進(jìn)入體積 v的功率等于流出體積 v的功率，因而上式的左端等于零 。 () 這就是說，體積 v的電場儲能等于體積 v內(nèi)的磁場儲能。41 當(dāng)波處于截止?fàn)顟B(tài)時，流出體積 v的功率將不再等于進(jìn)入體積 v的功率。為了說明問題，不妨設(shè)波是向 +z方向傳播的，其 ET、 HT和 z方向如圖 ，所取的一段波導(dǎo)足夠長，在截面 S1處有場，在 S2處場已消失，因此式（ ）的左端的面積積分只在截面 S1處有效。 對 TE波，有 () 對 TM波，有 () 圖 體積 V和 S表面示意圖42 對 TE波 對 TM波 () 這就是說，當(dāng)波處于截止?fàn)顟B(tài)時， TE波在體積 V內(nèi)的磁場儲能大于電場儲能， TM波在體積 V內(nèi)的電場儲能大于磁場儲能。當(dāng)波處于截止?fàn)顟B(tài)時 TE波的波阻抗為純虛數(shù)且為感性， TM波的波阻抗亦為純虛數(shù)，且為容性。這表明 從儲能的觀點(diǎn)和從阻抗的觀點(diǎn)得出的結(jié)論是一致的。 當(dāng)波處于傳播狀態(tài)時，單位長度內(nèi)的儲能 : () 因?yàn)?在傳播狀態(tài)電場儲能等于磁場儲能 ，故上式可以被簡化： 對 TE波， E=ET，故n () 對 TM波， H=HT，故 ()43 矩形波導(dǎo)的衰減矩形波導(dǎo)的衰減 波導(dǎo)中的損耗有兩個來源： 其一是波導(dǎo)壁為非理想導(dǎo)體； 其二是波導(dǎo)中的介質(zhì)損耗。 通常，當(dāng)波導(dǎo)中的媒質(zhì)為空氣時，介質(zhì)損耗可以忽略。 對于向＋ z方向傳播的波，由于衰減的存在，電場和磁場的橫向分量可寫作 () () 式中， α 是場的衰減系數(shù)，它是一個正實(shí)數(shù)，由兩部分組成，即 () α c是導(dǎo)體的損耗對應(yīng)的衰減系數(shù)， α d是介質(zhì)的損耗對應(yīng) 的衰減系數(shù)。 P(z)=P(0)e2?z dP/dz=2?P 44 衰減系數(shù) α 的表示式 () P是波導(dǎo)傳輸?shù)墓β剩?Pl=dP/dz是單位長度損耗的功率， 由此式可計(jì)算衰減系數(shù) α 。n 采用微擾的方法 單位長度的損耗功率 Pl為 () 導(dǎo)體的衰減系數(shù) σ c為 () H?理想導(dǎo)體內(nèi)表面某一個導(dǎo)播模的磁場的切向分量，Rs是表面電阻45 計(jì)算得到矩形波導(dǎo) TEm0、 TEmn（ n≠0 ）和 TMmn的導(dǎo)體衰減系數(shù)的表示式如下： () () () 式中， ?＝ 120π， fc是相應(yīng)的 TEm0、 TEmn和 TMmn的模的截止頻率。 ()46 矩形波導(dǎo)的導(dǎo)體壁電流矩形波導(dǎo)的導(dǎo)體壁電流 矩形波導(dǎo)的導(dǎo)體壁的面電流密度 Js與表面磁場切向分量 Hて的關(guān)系為 () 是波導(dǎo)導(dǎo)體內(nèi)壁的法向單位矢量， Hて 是內(nèi)表面磁場的切向分量。n TE10波 n () () 在 y＝ 0和 y＝ b處的波導(dǎo)寬邊，其法向單位矢量為 ,面電流密度為 : (6) 在 x＝ 0和 x＝ a處的波導(dǎo)窄邊，其法向單位矢量為， ， JS (7)47 當(dāng)縫切斷傳導(dǎo)電流時，為了保護(hù)電流連續(xù)性，在縫上必有位移電流，這就是說，在縫上有電場 E。如果 E中含有與磁場 H相互垂直的分量，那么必然存在指向波導(dǎo)壁外的坡印亭矢量，從而形成輻射。當(dāng)縫沿 z方向開在矩形波導(dǎo)寬壁的中央時，縫平行于傳導(dǎo)電流，輻射非常小，以此結(jié)構(gòu)制成一種稱作測量線的儀器，將探針通過縫伸入到矩形波導(dǎo)內(nèi)，探測波導(dǎo)內(nèi)場的駐波分布。圖 矩形波導(dǎo) TE10模面電流密度分布示意圖 波導(dǎo)內(nèi)壁 TE10模的面電流密度分布示意圖如圖 。 為了測量的需要或制作縫隙天線，常常在波導(dǎo)上開縫，如果縫切斷壁上的傳導(dǎo)電流則將引起輻射，如果縫平行于壁上的傳導(dǎo)電流輻射就較小。