研究前提
以理想波導(dǎo),即直行均勻?qū)Рㄑb置為研究對(duì)象。
波導(dǎo)中的介質(zhì)各向同性、線性、均勻,在整個(gè)長(zhǎng)度上保持一致。
研究區(qū)域遠(yuǎn)離信號(hào)源和接收設(shè)備,且不存在自由電荷和電流。
導(dǎo)體理想、介質(zhì)理想。
研究正弦場(chǎng)。
波動(dòng)方程與場(chǎng)量表達(dá)式
場(chǎng)量表達(dá)式: (7.1.1.2)
........... (7.1.1.3)
........... (7.1.1.4)
........... (7.1.1.5)(其中 )
波動(dòng)方程: (7.1.1.6) 、 (7.1.1.7)
分析方法
對(duì)于正弦電磁波,波動(dòng)方程(亥姆霍茲方程)為
(7.1.1.8)
(7.1.1.9)
這里的三維拉普拉斯算子 在直角坐標(biāo)系中可分解為兩部分:與橫向坐標(biāo)有關(guān)的二維拉普拉斯算子 及與縱向坐標(biāo)有關(guān)的一維拉普拉斯算子 ,即
(7.1.1.10)
式中 (7.1.1.11)
把式(7.1.1.10)代入式(7.1.1.8),得
(7.1.1.12)
同樣,式(7.1.1.9)可寫(xiě)為 (7.1.1.13)
式(7.1.1.12)和式(7.1.1.13)是導(dǎo)波裝置中電場(chǎng)和磁場(chǎng)應(yīng)滿足的微分方程。對(duì)于導(dǎo)波裝置中波的傳播特性分析,可由給定的邊界條件,求解這兩個(gè)方程,得出縱向場(chǎng)分量 和 再利用式(7.1.1.2)~(7.1.1.5)求得其他的場(chǎng)分量。
<DIV align=center>沿均勻?qū)Рㄑb置傳輸?shù)牟ǖ囊话闾匦?/SPAN> > TEM波 | <OBJECT id=DefaultOcxName height=20 width=24 classid=CLSID:D27CDB6E-AE6D-11CF-96B8-444553540000 name=DefaultOcxName></OBJECT> | |
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<DIV align=center>TEM波TEM波的特點(diǎn):傳播方向上不存在電場(chǎng)和磁場(chǎng)分量。TEM波存在的條件: ,即 (7.1.2.1)TEM波參數(shù)
相速度: (7.1.2.2),僅與媒質(zhì)參數(shù)有關(guān),而與導(dǎo)波裝置的幾何形狀無(wú)關(guān)。 波阻抗: (7.1.2.3) TEM波場(chǎng)量間的關(guān)系 (7.1.2.4)可傳輸TEM波的導(dǎo)波裝置:任何能確立靜態(tài)場(chǎng)的均勻?qū)Рㄑb置,也能維持TEM波。例如,雙線傳輸線、同軸線系統(tǒng),而空心金屬導(dǎo)管內(nèi)則不可能存在TEM波。 試從麥克斯韋方程的物理含義出發(fā),解釋這一結(jié)論。 | |
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<DIV align=center></DIV>TE波
TE波的特點(diǎn):傳播方向上不存在電場(chǎng)分量。
TE波的場(chǎng)量表達(dá)式: (7.1.3.1)
................... (7.1.3.2)
................... (7.1.3.3)
................... (7.1.3.4)
TE波的參數(shù): (7.1.3.5)
TE波場(chǎng)量間的關(guān)系 (7.1.2.4)
可傳輸TE波的導(dǎo)波裝置:空心金屬波導(dǎo)、平行板介質(zhì)波導(dǎo)、光纖等。