第一章 导播场论.ppt

导播场论,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,05/10/2010,*,1,*,第一章 导行波,导行波概念,1.1,导行波概念,导行系统,(guided system),：,用以约束或引导电磁波能,量定向传输的结构包括：,TEM,或准,TEM,传输线、封闭金属,波导和表面波导,(,开波导,),导行波,(guided wave),：,能量的全部或绝大部分受导行系统边界约束，在有限横截面内沿确定方向传输的电磁波导行波概念,导模,(guided mode),：能够沿导行系统独立存在的场型，,亦称传输模、正规模特点：,1,）、在导行系统横截面上的电磁场呈驻波分布，这一分布与频率无关，并与横截面在导行系统上的位置无关；,2,）、导模是离散的，具有离散谱，当工作频率一定时，每个导模具有唯一的传播常数；,3,）、导模之间相互正交，彼此独立，互不耦合；,4,）、具有截止特性，截止条件和截止波长因导行系统和模式而异导行波概念,规则导行系统,(regular guided system),：,横截面形状和尺寸、媒质分布情况、结构材料及边界条件,沿轴向均不变的无限长直导行系统导波场分析,在均匀、无耗、各向同性、无源导行系统中,设导波沿,z,向传播，坐标,z,与横向坐标无关,1.2,导波场分析,导波场分析,导波场分析,在规则导行系统中，导波场的横向分量可用纵向分量完全确定,同理,导波场分析,横向场,纵向场,导波场分析,1,）、分离变量法,令,分离变量常数,本征值方程,2,）、色散关系,为导波的传播常数或相移常数,解：,3,）、本征值方程,为在特定边界条件下的本征值,导波场分析,导波的横向截止波数,规则导行系统中沿正,z,方向传播的导波纵向场分量,4,）、横纵向场的关系,导波场分析,阻抗,导纳,导波场分析,又由,固有阻抗,且,同静态场，导波的相速、群速与无耗媒质平面波相同，无色散现象,(TEM,波）,导波场分析,5,、导波的种类,横磁波（,TM,）或电（,E,）波,横电波（,TE,）或磁（,H,）波,导行系统横向为调和（振动）解形式,相速 ，,快波，有色散性,导波场分析,横电磁波（,TEM,）,及,导波场分析,混合波,导行系统横向为衰减解形式，场被束缚在导行系统表面,表面波,1.3,导行波的一般传输特性,1,）、导模的截止波长与传输条件,导行系统中某导模无衰减能传播的最大波长,截止波长,导波的传播常数,为虚数时，导模不能传播。

当,导模截止对应的,截止频率,导行波的一般传输特性,截止频率,截止波长,2,）、相速度和群速度,相速度：导模等相位面移动速度,色散因子,群速度：波包移动速度或窄带信号移动速度,3,）、波导波长,导行系统中导模相邻同相位面之间距离,左图中以,实线,表示均匀平面波,的波峰，以,虚线,表示均匀平面波,波峰x,z,a,A,B,C,D,显然，线段,AB,长度等于,波导波长,，,AC,长度等于工作波长4,）、波阻抗,导模的横向电场和横向磁场之比,固有阻抗,自由空间,5,）、功率流,沿无耗规则导行系统,z,方向传输的导波时间平均功率,TEM,TE,TM,谢谢！,。