《波导理论基础》PPT课件.ppt

第36章复 习(I)Review 1 这一部分我们将复习波导理论部分。这一部分我们将复习波导理论部分。一、基本概念（Basic Basic ConceptsConcepts）1.1.波导是有横截面场分布的广义传输线波导是有横截面场分布的广义传输线图图 36-1 36-1 波导和广义传输线波导和广义传输线 一、基本概念（Basic Basic ConceptsConcepts）横向场有各种模式横向场有各种模式 ，构成多样性。构成多样性。纵向变化纵向变化 是广义传输线矛盾的统一性。是广义传输线矛盾的统一性。2.2.波导的解法思路波导的解法思路 Note（注注记记）从从支支配配方方程程矢矢量量Helmholtz方方程程到到纵纵向分量，标量向分量，标量Helmholtz方程有两个重要变化：方程有两个重要变化：由于我们把波导中模式分成由于我们把波导中模式分成 和和 两类，所以具两类，所以具体只有研究体只有研究 和和 方程其中之一。方程其中之一。一、基本概念（Basic Basic ConceptsConcepts）图图 36-2 36-2 波导解法思路波导解法思路 一、基本概念（Basic Basic ConceptsConcepts）上述推导的出发点是上述推导的出发点是 方向的广义传输线理论方向的广义传输线理论 计及计及对比后边的谐振腔理论，上述方程可称为二维谐振腔。对比后边的谐振腔理论，上述方程可称为二维谐振腔。一、基本概念（Basic Basic ConceptsConcepts）则可写成则可写成 一、基本概念（Basic Basic ConceptsConcepts）3.3.波导的特征参量波导的特征参量 一、基本概念（Basic Basic ConceptsConcepts）Note：（注注记记）在在波波导导中中波波长长与与媒媒质质有有关关，例如，例如，而截止波长而截止波长 与媒质无关。与媒质无关。类似地类似地 与媒质有关。与媒质有关。4.4.波导的主要特性波导的主要特性 波型阻抗表示波导的阻抗特性波型阻抗表示波导的阻抗特性 它的记忆方式可由不变矩阵出发它的记忆方式可由不变矩阵出发 一、基本概念（Basic Basic ConceptsConcepts）一、基本概念（Basic Basic ConceptsConcepts）功率容量功率容量 特性特性 功率容量反映波导中某种波型的功率容量反映波导中某种波型的把其中的把其中的 取取 即可。（也就是空气击穿场强）即可。（也就是空气击穿场强）衰减衰减 特性特性采用功率增量法采用功率增量法 一、基本概念（Basic Basic ConceptsConcepts）Note：（注记）应区别注记）应区别 公式中的公式中的 和和 。波导壁上切向的磁场，与壁电流有关；波导壁上切向的磁场，与壁电流有关；波导横截面的横向磁场与波导横截面的横向磁场与Poyingting矢矢量有关。量有关。二、TETE1010波（Rectangular WaveguideRectangular Waveguide）波是我们所要研究的重点之一。波是我们所要研究的重点之一。1.1.波场表示波场表示 第第1 1种方法：写出领矢矢量种方法：写出领矢矢量 二、TETE1010波（Rectangular WaveguideRectangular Waveguide）计及计及 波特点波特点第第2 2种方法：写出种方法：写出 并知道是电场的唯一分量。并知道是电场的唯一分量。二、TETE1010波（Rectangular WaveguideRectangular Waveguide）利用利用Maxwell方程方程 很容易得到很容易得到 二、TETE1010波（Rectangular WaveguideRectangular Waveguide）图图 36-3 36-3 TETE1010波场结构波场结构 二、TETE1010波（Rectangular WaveguideRectangular Waveguide）2.2.波主要参数波主要参数二、TETE1010波（Rectangular WaveguideRectangular Waveguide）3.3.波壁电流波壁电流 图图 36-4 36-4 波壁电流波壁电流 二、TETE1010波（Rectangular WaveguideRectangular Waveguide）4.4.波功容量波功容量 5.5.波衰减波衰减 二、TETE1010波（Rectangular WaveguideRectangular Waveguide）6.6.模工作区模工作区 图图 36-5 36-5 单模工作区单模工作区 1.1.一般性质一般性质 三、圆波导问题 圆波导中圆波导中 波和波和 波有无限个波有无限个 表表示示有有第第0 0个个根根，也也即即 也也即即 ，不不存存在在，但但是是却却可可以以存存在在 ，表表示示圆圆周周方方向向不变化。不变化。三、圆波导问题 图图 36-6 36-6 圆波导模式工作区圆波导模式工作区 三、圆波导问题 圆波导内存在两种简并圆波导内存在两种简并 case 1 case 1 极化简并极化简并 和和case 2 case 2 和和 的的 相同相同NoteNote：和和 不发生简并。不发生简并。代表沿圆周代表沿圆周 分布的整波数分布的整波数 代表沿半径代表沿半径 （包括包括 ）的最大值个数。的最大值个数。三、圆波导问题 2.2.传输主模传输主模 模模 3.3.损耗最小的损耗最小的 模模 三、圆波导问题 三、圆波导问题 4.4.轴对称波型轴对称波型 模模 四、元件问题 四、元件问题 例例1 1由一由一 矩阵右端接短路板，求此单口元件的矩阵右端接短路板，求此单口元件的 图图 36-7 36-7 单口元件单口元件 四、元件问题 解解：令令 考虑最坏的相位关系考虑最坏的相位关系 若上述数大于若上述数大于1 1，则取，则取 。四、元件问题 例例2 2有有 网网络络，右右端端接接匹匹配配负负载载，现现在在左左边边加加无无耗耗 网网络络，要要输输入入反反射射系系数数 ，写写出出匹匹配条件。配条件。图图 36-8 36-8 双口元件双口元件 四、元件问题 解解：这个问题等效于：这个问题等效于 无耗网络的匹配条件是无耗网络的匹配条件是 于是可知于是可知 即本网络匹配条件。即本网络匹配条件。四、元件问题 例例3 3一个理想环行器求一个理想环行器求，组成网络的组成网络的图图 36-9 36-9 多口元件多口元件 四、元件问题