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波导理论;2.同轴线：;3.波导;波导可有各种截面形状，常用的是矩形波导和圆

形波导。波导可传输从厘米波段到毫米波段的电磁波，

具有损耗小、功率容量大等优点；但使用频带较窄，

这点不如同轴线。

4.空间技术的发展需要微波集成电路，就出现了

带状线和微带线；其体积小、重量轻、频带宽；但损

耗大、功率容量小，主要用于小功率系统中。

5.对毫米波、亚毫米波的开发研究及低损耗介质

的出现又研制出介质波导。

麦克斯韦方程和边界条件决定了导行波的电磁场

分布规律和传播特性。;本章将根据电磁场理论对传输系统进行分析，给

出任意截面传输系统中导行波的一般理论，并对导行

波进行分类；再分别讨论矩形波导、园波导、同轴线、

微带线和带状线等传输线的传输特性。以矩形波导为

主。

(请自己复习p43-p46的“麦克斯韦方程与边界条件”);第二节导行波及其传输特性;真空中的麦克斯韦方程;由此可推出真空中的波动方程(齐次亥姆霍兹方

程)：;(3-13)’、(3-15a)代入(3-12a);1)导行波的通解

式(1)左边与变量z无关,右边仅与z有关,而u1、u2

均为独立变量，要保证两边恒等，则右边应为常数，

令;以上二式乘以时间因子，得导行波的通解为：;2).传输系统横截面上分布函数的波动方程;3.导波系统中波的传播状态和截止状态;在kc为正实数的条件下，有如下两种情况：

1)当llc(即ffc)时，

??j?

为纯虚数，;;按(3-18)’，此时波动方程的解为;请注意：

为书写方便,今后场强复变量符号上的“?”将被略去。;传输条件:llc(ffc)。;截止条件：llc(ffc)。??a，;导行波的场方程求解;分布函数的横向分量与纵向分量由麦克斯韦的旋度

公式联系着，据此可由纵向分量求出横向分量。;在传播状态下;式(3-29a)’两边展开并分别取横向分量;由(左边)y=(右边)y得;可通过化简把分布函数的横向分量用其纵向分量表示:

(a)???0?(d)??,消去Hy项得:;式(3-33)的上、下符号表示沿?z方向传播的两个波。

这样，对于具体的传输系统，根据给定的边界条件，

求出方程(3-28);二、导行波的分类及其传输特性;其右方都包含两项，分别与Hz(x,y)、Ez(x,y)有关。

因此，可将导行波按纵向分量进行分类。

1).导行波的分类

(1)横电波(TE波)，又称磁波(H波)

其特征为：Ez=0而Hz?0，代入式(3-33)得：;为TE波在真空中的波阻抗.;(2)横磁波(TM波)，又称电波(E波)

其特征为：Hz=0而Ez?0，代入式(3-33)得：;定义;双线传输线传输的就是TEM波。其相位常数：;可见，TEM波的分布函数与静态场都满足拉普拉斯方

程。这样，TEM波在传输系统横截面的场分布应与

相同条件下的二维静场的分布完全一致。但应注意,

TEM波是交变场,具有行波因子ej(wt?bz),呈现波动性;

而二维静态场却与z,t无关;二者存在本质的区别。空

心波导内无法建立起静电场和静磁场，不存在TEM波

所要求的满足拉普拉斯方程(3-43)的解，故而不能传输

TEM波。但能传输TE波和TM波。;2.导行波的传输特性及参量;若为均匀理想介质(m,e),则：;2)可截止波型(或色散波型)?TE、TM波;(2)相波长(波导波长)lg

导波系统内，电磁波的等相位面在一个周期T内

行进的距离称为相波长(又称波导波长)，用lg表示。;(3)群速vg;信号的传递靠调幅波的振幅的运动来实现，其等相位

面运动的速度即为群速。令;对连续谱;可以证明，导行波的能量传输速度与群速相等。

当传输线内无介质时，有;真空中;色散波与无色散波的特性比较见p57-p58

表3-1，注意表中各式假定传输系统中是真空的。

若其中填以介质(m,e)则;导行波的场方程求解(纵向场法);用纵向分量

表示横向分量

(3-33);传输条件：;思考题:2-4,2-7

;第三节