微波技術(shù)習(xí)題課-Vol2-波導(dǎo)課件

矩形波導(dǎo)練習(xí)例題1.一空氣填充的矩形波導(dǎo)中傳輸TE10波，已知ab=(64)cm2,若沿縱向測得相鄰的波腹點與波節(jié)點之間的距離為4.47cm,求信號源的頻率。解:對TE10波,lc=2a=12cm由題義知而2.在填充介質(zhì)為er=9的矩形波導(dǎo)(ab=73.5cm2)中傳輸TE10波，求它的截止頻率；當f=2GHz時，相速和波導(dǎo)波長各為多少？解:對TE10波,lc=2a=14cm當f=2GHz時，f>fc

滿足傳輸條件解:工作波長為：

3.一空氣填充的矩形波導(dǎo)ab=(64)cm2,信號頻率為3GHz,試計算對于TE10、TE01、TE11和TM11四種波型的截止波長。并求可傳輸模的波導(dǎo)波長、相移常數(shù)、相速、群速及波阻抗。由截止波長的計算公式得>l,導(dǎo)通<l，截止<l，截止

根據(jù)上述計算結(jié)果，本題的波導(dǎo)中只能傳輸TE10模。對TE10波,lc=2a,得：4.矩形波導(dǎo)中的TM模的縱向電場的分布函數(shù)為式中x、y的單位是cm。求lc。如果這是TM32模,求波導(dǎo)尺寸a

和b。解:TM32模的m=3,n=25.空氣填充的矩形波導(dǎo)中a=2.3cm,b=1cm。若f=20GHz,求TM11模的fc、b、lg、vp及波阻抗；又若f=10GHz,求傳播常數(shù)g

。解:對TM11模：(<20GHz)當f=10GHz,由于f<fc,截止，不能在波導(dǎo)中傳播。6.空氣填充的矩形波導(dǎo)中a=2.3cm,b=1cm。求TE10、

TE01、

TE20、

TE11、

TM11、

TM21和TM12模的截止頻率；f=10GHz時,可能有哪些傳輸模？若填充介質(zhì)er=2,mr=1,結(jié)果又如何？解:根據(jù)介質(zhì)為空氣的截止頻率計算公式可得各模的截止頻率fc

：模式TE10

TE01TE20TE11TM11TM21TM12fc(GHz)6.521513.0416.3616.3619.8830.7傳播條件為f>fc。當f=10GHz時,只能傳輸TE10模。若填充介質(zhì)er=2,mr=1,截止頻率計算公式為得各模的截止頻率fc’：模式TE10

TE01TE20TE11TM11TM21TM12fc’(GHz)4.6110.69.2211.5711.5714.0621.71當f=10GHz時,能傳輸TE10和TE20模。

7.空氣填充的矩形波導(dǎo)中a=7.2cm,b=3.4cm。

(1)當工作波長(l=c/f)分別為16、8、6.5cm時，此波導(dǎo)可能有哪幾個傳輸模？(2)求TE10

單模傳輸?shù)念l率范圍，并要求此頻帶的低端比TE10的fc大5%，其高端比最相近的高階模的fc低5%。解:(1)傳輸條件:l<(lc)mn,即當l=16cm

時,=1.5625m、n無正整數(shù)解,即當l=16cm

時截止。當l=8cm

時,=6.25得m、n的正整數(shù)解為m=1,n=0

，可以傳輸TE10模。當l=6.5cm

時,=9.47得m、n的正整數(shù)解為可以傳輸TE01、TE10和TE20模。(2)TE10單模傳輸必須滿足：因為a>2b,故而根據(jù)題目對頻帶的要求為TE10

單模傳輸?shù)念l率范圍為

9.頻率為30GHz的H10

波在BJ-320(ab=7.1123.556mm2)

的矩形波導(dǎo)傳輸，波導(dǎo)的長度為10cm。

(1)當波導(dǎo)內(nèi)充以空氣時，電磁波經(jīng)過該波導(dǎo)后的相移是多少(與始端相比較)？

(2)當波導(dǎo)內(nèi)充以er=4的介質(zhì)時，電磁波經(jīng)過該波導(dǎo)后的相移又是多少？解：(1)當波導(dǎo)內(nèi)充以空氣時又—只傳輸H10

模。電磁波經(jīng)過該波導(dǎo)后的相移與始端相比,相位滯后44.7rad

。(2)當波導(dǎo)內(nèi)充以er=4的介質(zhì)時，對H10

波相移為(3)當波導(dǎo)內(nèi)充以er=4的介質(zhì)時，波導(dǎo)內(nèi)還可能出現(xiàn)那些模式？若再補充一問：工作波長截止波長傳輸條件解：整理得得m、n的整數(shù)解

波導(dǎo)內(nèi)除H10

模外,還可能出現(xiàn)模式有:H01、H20、

H11、H21、E11和E21

。

10.矩形波導(dǎo)的尺寸為2.51.5cm2，工作在7.5GHz。

(1)

波導(dǎo)是空心的;(2)

波導(dǎo)內(nèi)填充er=2、mr=1、s=0的介質(zhì)。計算主模的傳輸參量的值。解：(1)

波導(dǎo)