第八章波导Waveguide庄导行电磁波的分类及其一般特性矩形波导谐振腔韩返回下页
第 八 章 波 导 第八章 波 导 Waveguide 序 矩形波导 谐振腔 导行电磁波的分类及其一般特性 返 回 下 页
本章我们主要研究电磁波在有界空间的传播，即导波系统中的电磁波导行电磁波一被限制在某一特定区域内传播的电磁波导波系统一一引导电磁波从一处定向传输到另一处的装置常用的导波系统的分类：TEM传输线、金属波导管、表面波波导如第七章所讲的二线均匀传输线
第 八 章 波 导 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 本章我们主要研究电磁波在有界空间的传播,即 导波系统中的电磁波. 如第七章所讲的二线均匀传输线
第公波导类型(Waveguide Forms低、中频区（双导体）高频区（金属波导）中高频区（微带线）图8.0.1各种教波体返回页页E下
第 八 章 波 导 图8.0.1 各种载波体 低、中频区(双导体） 中高频区(微带线） 高频区(金属波导） 波导类型 (Waveguide Forms) 返 回 上 页 下 页
1、TEM波传输线同轴波导平行线平行双导线是最简单的TEM波传输线，，理论上没有截止频率，可以传播低频，高频甚至稳恒电流。但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，古故工作频带很宽
第 八 章 波 导 1、TEM波传输线 平行双导线是最简单的TEM波传输线，理论上没 有截止频率，可以传播低频,高频甚至稳恒电流。但随着 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，故工作频带很宽
2、波导管矩形波导圆波导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
第 八 章 波 导 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
频谱表(Frequency Table)3Hz3kHz30kHz3MHZ30Hz300Hz300kHz30MHz300MHz3GHz30GHz300GHz3THz30THz300FHz低中频音频甚低频频甚高频特高频高频超高频极高频超级高频LFHFVFVLFMFVHFUHFSHFEHF音频雷达频率视频红外微波频率射频无线电波长波超长波中波短波超短波分米波厘米波毫米波VLWLWMWSWVSW米波105km10°km10-km100m10m10-km10km1km1m10cmlcm1mm100m16mmh（公里）(米)（厘米）（毫米）(微米）返回上页下页
第 八 章 波 导 频谱表 (Frequency Table) 音频 VF 甚低频 VLF 低 频 LF 中 频 MF 高 频 HF 甚高频 VHF 特高频 UHF 超高频 SHF 极高频 EHF 超长波 VLW 长波 LW 中波 MW 超短波 VSW 米波 分米波 厘米波 毫米波 3Hz 30Hz 300Hz 3kHz 30kHz 300kHz 3MHz 30MHz 300MHz 3GHz 30GHz 300GHz 3THz 30THz 300THz 105km 104km 103km 102km 10km 1km 100m 10m 1m 10cm 1cm 1mm 100 10 1 （公里） （米） （厘米）（毫米） （微米） 短波 SW 音 频 雷达频率 视 频 微波频率 红外 超级 高频 射频 无线电波 返 回 上 页 下 页
第公章8.1导行电磁波分类及其一般特性Guided Electromagnetic Wave's Types and Characteristic8.1.1导行波的分类（GuidedWave'sTypes）分析均匀波导系统时，作如下假定：★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，具有轴向均匀性，沿z轴方向放置★波导内壁是理想导体，即g=口。（无损耗）★波导内填充均匀、线性、各向同性无耗媒质（理想介质），其参数、口和阻抗z均为实常数
第 八 章 波 导 ★ 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，具有轴向均匀性,沿z轴方向放置。 ★ 波导内壁是理想导体，即 = 。 （无损耗） ★ 波导内填充均匀、线性、各向同性无耗媒质（理想介质），其 参数 、 和阻抗z 均为实常数。 分析均匀波导系统时， 作如下假定： z 8 . 1 导行电磁波分类及其一般特性 8.1.1 导行波的分类 (Guided Wave’s Types) Guided Electromagnetic Wave’s Types and Characteristic
第八★波导内无源，即口0，J0。★波导内的电磁场为时谐场。波沿+z方向传播对于均匀波导，导波的电磁场失量写成一般形式为传播常数不同于前面E(x, y, z2)= E(x, y)e"s"H(x, y, z) =H(x, y)e*s=电导率的定义场分量：82Er(x, y,z) =E.(x, y)eH (x, y,z)=H,(x, y)e'825.883E,(x, y,z) =E,(x, y)eH,(x,y,z)=H,(x,y)e6-82H,(x, y,z)= H.(x, y)e'82E,(x, y,z) =E,(x, y)e其中：横向分量E,(x, y,2) E,(x, y,z)H(x, y,z)H,(x, y,z2) E. (x, y,z)H. (x, y,z)纵向分量
第 八 章 波 导 ★ 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。 对于均匀波导，导波的电磁场矢量写成一般形式为 —— 横向分量 —— 纵向分量 场分量： 其中： 传播常数 不同于前面 电导率的定 义
横向场分量与纵向场分量的一般关系EEEgE=-jwmH十直角坐标系中展开EVEHjweN'E=- jwmH=jwmHgEE(x, y,z)= E(x, y)e*gE=- jwmHHiweH直角坐标系中展开+gH,=jweEwmNH=weEPgH=-jweEwmxH = jweE,H(x, y,z2)= H(x, y)egz1xy波数传播常数
第 八 章 波 导 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一般关系 传播常数 波数
第八因为电磁场随时间作正弦变化.故其复数形式满足齐次波动方程为+k=0N&+k&=0(2)(1)这里与前面所讲形式稍有不同，前面波动方程中取减号，则理想式中k=w/me波数/v介质中k=jb=jwyme而沿Z轴传播的电磁场的复数形式其通解为&(x, y,z)=(x,y)e-g z(x, y,z)= (x, y)e"g z代入式（1）、（2），得到波动方程可以化为以下形式:返上页回页下
第 八 章 波 导 式中 ，波数 而沿 z 轴传播的电磁场的复数形式其通解为 代入式（1)、(2），得到波动方程可以化为以下形 式： 返 回 上 页 下 页 因为电磁场随时间作正弦变化,故其复数形式满足齐次波动方程为: 这里与前面所讲形式稍有不同， 前面波动方程中取减号，则理想 介质中