《电磁场与电磁波》课程教学课件（PPT讲稿）第七章 导行电磁波

电城场写电骥沈 第7章导行电滋波 第7章导行电磁波

电磁场与电磁波 第7章 导行电磁波

电喊场与电喊设 第7章导行电磁波 导行电磁波 被限制在某一特定区域内传播的电磁波 导波系统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、表面波导 导波系统 —— 引导电磁波从一处定向传输到另一处的装置 电磁场与电磁波 第7章 导行电磁波

电嘴场写电减波 第7章 导行电滋波 1、TEM波传输线 平行线 同轴波导 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

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。 电磁场与电磁波 第7章 导行电磁波

电喊场与电喊设 第7章 导行电磁波 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

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 电磁场与电磁波 第7章 导行电磁波

电碱场局电碱设 第7章导行电滋波 Terahertz Radio Micro Gamma waves waves Infrared Ultraviolet X-rays rays 106 108 1010 102 104 1016 1018 102

电磁场与电磁波 第7章 导行电磁波

电喊场与电喊设 第7章 导行电磁波 本章内容 7.1 导行电磁波概论 7.2 矩形波导 7.3 圆柱形波导 7.4 同轴波导 7.5 谐振腔 7.6 传输线

本章内容 7.1 导行电磁波概论 7.2 矩形波导 7.3 圆柱形波导 7.4 同轴波导 7.5 谐振腔 7.6 传输线 电磁场与电磁波 第7章 导行电磁波

电碱场局电碱波 第7章 导行电滋波 7.1导行电磁波概论 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， 沿轴方向放置。 ★波导内壁是理想导体，即σ=0。 ★波导内填充均匀、线性、各向同性无耗媒质，其参数&、4和7 均为实常数。 ★波导内无源，即p=0,J=0。 大波导内的电磁场为时谐场。波沿+z方向传播

7.1 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： 电磁场与电磁波 第7章 导行电磁波

电喊场与电喊波 第7章 导行电滋波 1、场矢量 对于均匀波导，导波的电磁场矢量为 E(x,y,=)=E(x,y)e H(x,y,)=H(x,y)e 场分量： E(x,y,2)=E(x,y)e H,(x,y,z)=H,(x,y)e E,(x,y,=)=E,(x,y)e H,(x,y,z)=H,(x,y)e E.(x,y,=)=E.(x,y)e H.(x,y,z)=H.(x,y)e 其中： E(x,y,z)E(x,y,)人H(x,y,2入H(x,y,z)一横向分量 E(x,y,2)人H(x,y,)—纵向分量

1、场矢量 ( , , ) ( , )e ( , , ) ( , )e z z x y z x y x y z x y − −   E E H H = = ( , , ) ( , )e ( , , ) ( , )e ( , , ) ( , )e z x x z y y z z z E x y z E x y E x y z E x y E x y z E x y    − − − = = = E (x, y,z) E (x, y,z) H (x, y,z) H (x, y,z) x 、 y 、 x 、 y 对于均匀波导，导波的电磁场矢量为 ( , , ) ( , )e ( , , ) ( , )e ( , , ) ( , )e z x x z y y z z z H x y z H x y H x y z H x y H x y z H x y    − − − = = = —— 横向分量 E (x, y,z) H (x, y,z) z 、 z —— 纵向分量 场分量： 其中： 电磁场与电磁波 第7章 导行电磁波

电碱场局电碱波 第7章导行电滋波 ■横向场分量与纵向场分量的关系 直角坐标系中展开 0E-+yEy=-j@uH, Cy +E,=jo1,→ 6E. V×E=-joui H, K 108 x 0Ey Ox OE:=-jouH: Oy 直角坐标系中展开 oH. 6E. +H=josE E. V×i=j0eE→ +H.=-j®E,P 104 OH, OH=josE. k经=y2+k3

 = − E H j   = H E j  z y x x y z y x z j H y E x E E j H x E E j H y E      = −   −   + =   + = −   z y x x y z y x z j E y H x H H j E x H H j E y H      =   −   + = −   + =   2 2 2 2 1 ( ) 1 ( ) 1 ( ) 1 ( ) z z x c z z y c z z x c z z y c E H H j k y x E H H j k x y E H E j k x y E H E j k y x           = −   −   = +   −   = +   −   = −            直角坐标系中展开 直角坐标系中展开 2 2 2 k k c =  + 横向场分量与纵向场分量的关系 电磁场与电磁波 第7章 导行电磁波

电喊场与电喊波 第7章导行电滋波 导波的分类 口如果E,0,H,=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； 口如果E2≠0，H,=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； 口如果E,0,H,≠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

❑ 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 电磁场与电磁波 第7章 导行电磁波