1、图图 1:几种微波传输系统几种微波传输系统 一一.电磁能量的传输电磁能量的传输:双线双线：辐射能量损失，抗干扰能力差。：辐射能量损失，抗干扰能力差。同轴线同轴线:抗干扰抗干扰,辐射损耗小辐射损耗小,但内导体上焦耳损耗大，介质但内导体上焦耳损耗大，介质 损耗大，对介质绝缘性能要求高。损耗大，对介质绝缘性能要求高。波导波导(微波微波,厘米波厘米波)：焦耳热损耗小：焦耳热损耗小二二.矩形波导中的电磁波矩形波导中的电磁波:220Ek E0E0,0,0,0ntExa ybEn沿沿z轴传播轴传播,则则:tiziktizeyxEezyxE,0,222222yxEkkyxEyxz,.u x,yE x,yB令令
2、是是的的任任意意一一直直角角分分量量利用边界条件得利用边界条件得:1cossinzik zxxyEAk xk ye 1122xxyyu x,yX x Y yC cosk xD sink xC cosk yD sink y2sincosik zzyxyEAk xk ye3sinsinik zzzxyEAk xk ye,01 2xymnkkm nab，1230,0 xyzEk Ak Aik A由由于于因因此此磁场磁场:iHE 若选一种波模具有若选一种波模具有0,zE 该波模的该波模的 完全确定完全确定12yxA Akk 另一种波模必须有另一种波模必须有0zE 波导内传播的波具有的特点波导内传播的波
3、具有的特点:E(3)电场电场 与磁场与磁场 不能同时为横波不能同时为横波H0zE(5)通常选通常选 的横电波的横电波(TE)与与 横磁波横磁波(TM)0zH(1)(1)沿沿z z向为行波向为行波,沿沿x x向和沿向和沿y y向均为驻波。向均为驻波。(2)(2)z=const.的平面为等相面的平面为等相面,但面上任意点振幅与其坐但面上任意点振幅与其坐标标(x,y)有关有关,因此这是非均匀平面波。因此这是非均匀平面波。(4)(4)矩形波导内不存在矩形波导内不存在0000,mnTETMTM22c,mn()()mnab三三,截止频率截止频率22,xykb,最低截止频率最低截止频率:c,10ac,102
4、a当当 ,才能以该模式传播才能以该模式传播c,mn当激发频率降低，使得当激发频率降低，使得:图 8-4 矩形波导中截止波长分布图(以BJ100为例)四四,TE10波的电磁场和管壁电流波的电磁场和管壁电流1,0,0 xymnkkaTE波波,Ez=0,A3=01230 xyzk Ak Aik A由由 得得10A=0coszxHHa0sinzxik axHHa 20iaAH0sinyiaxEHa0 xzyEEHTE10模电磁场结构立体图 NoImageNoImageTETE1010波波的的场场结结构构TE10模的壁电流分布 NoImagenH 例例1.1.两无限大理想导体平板相距两无限大理想导体平板
5、相距d d,坐标如图坐标如图6-26-2所示。所示。在在平行板间存在时谐电磁场平行板间存在时谐电磁场,其电场强度为其电场强度为 0()sincos()(/)yxE te EtkzV md(1)(1)求磁场强度求磁场强度H H(t t););(2)(2)求坡印廷矢量求坡印廷矢量S S(t t)及平均能流密度及平均能流密度;(3)(3)求导体表面的面电流分布。求导体表面的面电流分布。z zy yx x解解(1)EiH由知00 xyzyeeeiiHExyzE0sinikzyxEe EedyyxzEEieezx00sincosikzikzxzkxixeEeeEeddd()Rei tH tHe0coss
6、in()(/)zxeEtkzA mdd0sincos()xkxeEtkzd()()()S tE tH t2220sin()cos()zkxeEtkzd2202sinsin2()(/)4xxeEtkzW mdd1Re2SEH2220012Resinsin224zxkxixeEeEddd2220sin(/)2zkxeEW md(3)y=0板：板：0syyeH()Rei tsstey=d板：板：syy deH 00cossinikzikzxzixkxeEeeEeddd作业作业:4-9,4-11,4-13,4-1400cossinikzikzxzixkxeEeeEeddd0mTM0nTM例例2.2.论
7、证矩形波导管内不存在论证矩形波导管内不存在 或或解解:1cossinzik zxxyEAk xk ye2sincosik zzyxyEAk xk ye3sinsinik zzzxyEAk xk ye,01 2xymnkkm nab，矩形波导管内的电磁场矩形波导管内的电磁场321321sincoscossincoscoszzzik zxyzxyik zyzxxyik zzxyxyiHA kiA kk xk yeiHAkA kk xk yeiHA kAkk xk ye iHE利利用用，解解得得21coscos0zik zzxyxyiHA kAkk xk ye 210 xyA kAk对TM波，20,0yxnkA kb00 xmka2，A0 xyHH（1）若n=0，则20,0ykA将 代入 0 xyzEEE0mTM同理可证明矩形波导管内不存在同理可证明矩形波导管内不存在
