波導(dǎo)傳輸線ppt課件-文庫(kù)吧資料
2025-05-07 05:50本頁(yè)面
【正文】 圓波導(dǎo) TM波橫向電磁場(chǎng)解 zjnizmnir ennn rapJEpajE ???? ????????? )c os ()s i n ()(39。采用分離變量法， 設(shè) 有 整理得 方程兩邊必為常數(shù) n2 ),( ?rE z)()(),( ?? ?? rRrE z01 222222???? ???? RkddrRrdRdrrdRdc?? 2222222 1ddkrrdRdRrrdRdRrc??????0222?? ?? ndd?0222222 ???? RnkrrdRdrrdRdrc )(令 貝塞爾函數(shù)方程 其中， Jn為 n階第一類貝塞爾函數(shù)， Nn為 n階第二類貝塞爾函數(shù)(n階諾埃曼函數(shù) )，統(tǒng)稱圓柱函數(shù)。 電壓 電流關(guān)系 功率 電流關(guān)系 功率 — 電壓關(guān)系 均方電壓和電流關(guān)系 ? ?? ??????????aZ abzi zue22012 ????????????aZ abI Pe22022182????????????aZ abPue2202122 ??????????aZ abe2201??圓波導(dǎo) (cylindrical waveguide) 圓波導(dǎo)的場(chǎng)分布表達(dá)式； 圓波導(dǎo)的傳播特性； 圓波導(dǎo)的主模和其他主要傳播模式； 圓波導(dǎo)與矩形波導(dǎo)的對(duì)照比較。 波導(dǎo)頂面上總的縱向電流。 ????????a2012010???矩形波導(dǎo) “ 電壓 ” 和 “ 電流 ” 的定義 由傳輸線理論可知，傳輸線的特性阻抗等于入射波電壓和入射波電流之比，因此要首先定義波導(dǎo)中的等效電壓和電流。因此有必要提出波導(dǎo)等效阻抗的概念來(lái)真實(shí)反映不同尺寸波導(dǎo)連接時(shí)電磁波的傳輸特性。 { 22 a ba ?? ?aa ?? ? ??參見 P86 工作波型 參見 P100 參見 P99 矩形波導(dǎo)的等效阻抗 波導(dǎo)的波阻抗不能完全反映波導(dǎo)截面變化對(duì)波傳播的影響。綜合考慮傳輸功率、 衰減常數(shù)和工作帶寬要求， b 一般選為（ ～ ） a； ③衰減因子與工作頻率有關(guān)：隨著工作頻率升高，衰減因子 先減小，出現(xiàn)極小值，然后穩(wěn)步上升。 ????????aEP bab2202m a x 14??波導(dǎo)的損耗與衰減 復(fù)習(xí)傳輸線衰減的定義 傳播因子 得到衰減因子 可見：衰減因子的求解歸結(jié)為傳輸功率和損耗功率的求解。如果已知波導(dǎo)的填充介質(zhì)特性，就可確定波導(dǎo)中的最大功率容量。 Em為波導(dǎo)中 x = a/2處的電場(chǎng)振幅，為波導(dǎo)橫截面上的最大振幅，也就是說(shuō)，波導(dǎo)會(huì)在這里首先被擊穿。 思考 :波導(dǎo)中的什么物理量使管壁電流連續(xù)？ 答案：電位移矢量。因?yàn)?,當(dāng)沿電流方向開槽時(shí)，不會(huì)切斷電流線，即不會(huì)影響波導(dǎo)原來(lái)的電流分布，也就是說(shuō)，不會(huì)使波導(dǎo)內(nèi)的場(chǎng)向外輻射。 寬壁電流分布 在波導(dǎo)寬邊中央， TE10模的管壁電流只有沿 z方向的電流分量。 管壁電流的求解 HJ is n ??)(0 axC O SHH Z ??)s i n (0 axaj HH x ????壁電流分布 窄壁電流分布 在 X＝ 0和 X＝ a的窄壁上，電流只有 y分量，電流密度為常數(shù)。 由 TE10模的磁場(chǎng)表達(dá)式（省去傳播因子），有 : 波導(dǎo)內(nèi)壁電流 研究管壁電流的意義 利用理想導(dǎo)電壁的邊界條件： 管壁電流與場(chǎng)結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，場(chǎng)結(jié)構(gòu)決定管壁電流的分布，反過來(lái)，管壁電流也決定場(chǎng)結(jié)構(gòu)的分布。 f、任意點(diǎn)合成場(chǎng)功率：電磁波在波導(dǎo)中的力量不是直接沿 z方向傳播，而是入射波和反射波在波導(dǎo)內(nèi)壁上曲折反射的結(jié)果，合成后形成縱向功率流。 d、磁力線總是閉合曲線，磁力線和電力線正交，總滿足波印廷矢量關(guān)系。 c、 HZ沿縱向呈余弦分布，在橫截面上沿 X方向呈正弦分布； HZ和 HX在波導(dǎo)縱截面上構(gòu)成了一個(gè)閉合的磁力線。 ?TE10模單模存在的頻率范圍就是矩形波導(dǎo)的工作帶寬： 中較大者????????baaccc 22012010 ????TE10場(chǎng)結(jié)構(gòu) a、橫向電場(chǎng)只有 Ey分量，沿 Y軸大小無(wú)變化，沿 X軸呈正弦分布。 小 結(jié) ?欲使波導(dǎo)中單獨(dú)存在最低模式 TE10模，則需保證高次模式不能出現(xiàn)。 TE10模式場(chǎng)表達(dá)式 返回 eHH ztjZ a x )(0 )c os ( ??? ??eHHkH ztjzcx axajxj )(02 )s i n (?????? ??????eHHE ztjxy a xaj )(010 )s i n ( ??????? ?????（ 1） 截止波長(zhǎng) （ 2） 波導(dǎo)波長(zhǎng) （ 3） 傳播常數(shù) （ 5） 相速和群速 相速 群速 （ 5）波阻抗 主模傳輸特性 ac 2??)2(201ag?????)2(20101a?????????)2(21ap?? ???)2(
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