第7章 导行电磁波.ppt

第7章导行电磁波
1
导行电磁波——被限制在某一特定区域内传播的电磁波
常用的导波系统的分类:
TEM传输线、金属波导管、表面波导
导波系统——引导电磁波从一处定向传输到另一处的装置
2
1、TEM波传输线
平行双导线是最简单的TEM波传输线,随着工作频率的升高,其辐射损耗急剧增加,故双导线仅用于米波和分米波的低频段。
同轴线没有电磁辐射,工作频带很宽。
3
2、波导管
波导是用金属管制作的导波系统,电磁波在管内传播,损耗很小,主要用于 3GHz 一30GHz 的频率范围。
矩形波导
圆波导
4
本章内容
导行电磁波概论
矩形波导
圆柱形波导
同轴波导
谐振腔
传输线
5
导行电磁波概论
★波导是无限长的规则直波
导,其横截面形状可以任
意,但沿轴向处处相同,
沿z轴方向放置。
★波导内壁是理想导体,即= 。
★波导内填充均匀、线性、各向同性无耗媒质,其参数、和均为实常数。
★波导内无源,即=0,J =0。
★波导内的电磁场为时谐场。波沿+ z 方向传播。
分析均匀波导系统时,
作如下假定:
6
场矢量
对于均匀波导,导波的电磁场矢量为
——横向分量
——纵向分量
场分量:
其中:
7
直角坐标系中展开
直角坐标系中展开
横向场分量与纵向场分量的关系
8
根据亥姆霍兹方程
故场分量满足的方程
——横向场方程
——纵向场方程
电磁场的横向分量可用两个纵向分量表示,只需要考虑纵向场方程。
场方程
由于
9
如果 Ez= 0, Hz= 0,E、H 完全在横截面内,这种被称为横电磁波,简记为 TEM 波,这种波型不能用纵向场法求解;
如果 Ez  0, Hz= 0 ,传播方向只有电场分量,磁场在横截面内,称为横磁波,简称为 TM 波或 E 波;
如果 Ez= 0, Hz  0 ,传播方向只有磁场分量,电场在横截面内,称为横电波,简称为 TE 波或 H 波。
导波的分类
10