波導模式淺析

1、波導模式淺析張杰程02091220 萬江成02091226 孫家翔02091219一矩形波導中的H10模式H10波的幾個主要參量相位常數(shù) =2/g相速 vp= 群速 vg= 相波長 g=波阻抗 =H10波的場結(jié)構(gòu)所謂場結(jié)構(gòu)，就是波導中磁場和電場的分布情況。Ey=-D=Em Hx=D=- Hz=j Ex=0，Ey=0，Hy=0高頻電流分布由于導行波電磁場的感應，在波導內(nèi)壁有高頻電流流通。波導內(nèi)壁上高頻電流的分布完全決定與波導內(nèi)部的磁場結(jié)構(gòu)，可用理想道題的邊界條件來確定波導內(nèi)壁上的電流大小及方向。在這里J是在波導內(nèi)壁流過的面電流密度，H是波導內(nèi)壁表面處的磁場強度，n是波導內(nèi)表面法線方向的單位矢量。

2、由圖可見，左右內(nèi)側(cè)壁面上只有Jy分量，在同一橫截面上大小相等，方向相同；在上下兩個寬內(nèi)壁面上，電流由Jx和Jz合成，上、下內(nèi)壁面對應的電流大小相等，單方向相反。我們還發(fā)現(xiàn)，在寬壁中央某處的內(nèi)壁電流趨于零，但此處的最大，與之對應的位移電流取而代之，二者構(gòu)成了全電流，滿足了全電流定律。二圓波導圓波導中可存在無數(shù)多個TE型波，計以TEmn或Hmn。對不同的m、n只有不同的波形。表1 圓波導中Hmn型波的截止波長值波形mnc值波形mn值c值H111.8413.41RH226.7050.94RH213.0542.06RH027.0610.80RH013.8321.64RH138.5360.74RH314

3、.2011.50RH310.1740.62RH125.3321.18R 圓形波導中的E型波也有無窮多個，計以TMmn或Emn。表 2 圓波導中Emn型波的截止波長值波形Umnc值波形Umnc值E012.4052.62RE127.0160.90RE113.8321.64RE228.4170.75RE215.1351.22RE038.6500.72RE025.5201.14RE1310.1700.62R圓波導的主模及其場分布圓波導中的波形特性1. 由場方程知，圓波導中可存在無窮多個Hmn和Emn波。由于m0=0及um0=0，故圓波導中不存在H10波和Em0。2. 圓波導中最低型磁波是H11，而最低型電波是E01。（c）H11>（c）E01,故圓波導中的主模是H11波。3. 簡并問題。圓波導中波形的簡并有兩種。一種叫極化簡并，從場方程中看出場分量沿圓周（）方向的分布存在著sinm和cosm兩種可能性，對于同一個波形中有著機化面和互相垂直的兩種場分布形式，這種現(xiàn)象較“極化簡并”。圓波導中除H0m和E0n型波外都存在極化簡并。另一種簡并則是在不同類型波之間存在的，稱為模式簡并。4. 波型指數(shù)m，n的含義從場方程可以看出，不論Hmn還是Emn波，其場沿圓周（）和半徑（r）方向皆成駐波分布。場沿