第十七章 圆波导和同轴线.ppt

第17章
圆波导和同轴线
Circular Waveguide and Coaxial Transmission Line
我们已经讨论了圆波导的TE 波
m——表示方向变化的半周期数;n——表示r方向变化的准半周期数。
另外,还应有TM波型。
一、圆波导中TM波型
TM的最大特点是Hz=0,其场分量很易写出
(17-1)
一、圆波导中TM波型
完全类似,用边界条件确定 kc
在r=R处, =0,Ez =0也即
Jm(kcr)=0 (17-2)
设第一类Bessel函数m阶第n个根为υmn,则
kcR=υmn (n=1,2,3,…)
即可得到
(17-3)
一、圆波导中TM波型
圆波导TE波截止波数kc
波型
E01
E11
E21






一、圆波导中TM波型
最后写出场方程
(17-4)
一、圆波导中TM波型
二、圆波导波型的一般性质
1. 圆波导中TE波和TM波有无限多个
n=0表示第0个根,也即, 也即TEm0,TMm0波不存在。
但是它却可以存在TE0n,TEmn,TM0n和TMmn波,其中m=0表示在圆周方向不变化。
2. TE波截止波长取决于m阶Bessel函数导数第n个根
TM波截止波长取决于m阶Bessel函数第n个根
图 17-1 圆波导的截止与传播区域
 
3. 圆波导中的两种简并
·极化简并——即sinm 和cosm 两种,相互旋转90°
圆波导波型的极化简并,使传输造成不稳定,这是圆
波导应用受限制的主要原因。
二、圆波导波型的一般性质
·E1n和H0n截止波长λc相同。
这是因为Bessel函数有递推公式
(17-5)
取n=0,有

而根据前面讨论:Hon是的第n个根,E1n是J1的第n个根,很显见,这两类波型将发生简并。
Note:和矩形波导不同,由于TE,TM截止波长的不同物理意义,TEmn和TMmn不发生简并。
二、圆波导波型的一般性质
4. 波型指数m,n的含义
二、圆波导波型的一般性质
三、圆波导中三种主要波型
我们将讨论圆波导中三种主要波型,即H11模,H01模和E01模。
1. 传输主模——H11模
在圆波导中,H11模截止波长最长,λc=3. 412R,是最低型波也即传输主模。
图 17-2 圆波导H11模