波導(dǎo)傳輸線實(shí)用教案

1、（1 1）截止波長(zhǎng)）截止波長(zhǎng) （2 2）波導(dǎo)波長(zhǎng)）波導(dǎo)波長(zhǎng) （3 3）傳播常數(shù)）傳播常數(shù) （5 5）相速和群速）相速和群速 相速相速 群速群速（5 5）波阻抗）波阻抗主模傳輸主模傳輸(chun sh)(chun sh)特性特性ac2 )2(201ag )2(20101a )2(21ap )2(21ag )2(012220ag 第1頁(yè)/共58頁(yè)第一頁(yè)，共59頁(yè)。矩形波導(dǎo)單模傳輸矩形波導(dǎo)單模傳輸(chun sh)條件條件 222222222)2()()(gczyxbnamKKKKK 2222)2()()()2(gbnam ac210 中中較較大大者者 baaccc22012010 bacc2012

2、0 ).()2()()2(222 gcgam 時(shí)時(shí)單單模模條條件件(tiojin)對(duì)對(duì)TE20和和TE01對(duì)對(duì)TE10第2頁(yè)/共58頁(yè)第二頁(yè)，共59頁(yè)。u習(xí)慣上矩形波導(dǎo)寬邊尺寸習(xí)慣上矩形波導(dǎo)寬邊尺寸a a 大于窄邊尺寸大于窄邊尺寸b b，故在矩形波導(dǎo)中，故在矩形波導(dǎo)中，TE10TE10模的截止波長(zhǎng)最長(zhǎng)，是最低傳播模式模的截止波長(zhǎng)最長(zhǎng)，是最低傳播模式(msh)(msh)。當(dāng)波導(dǎo)中傳輸。當(dāng)波導(dǎo)中傳輸?shù)碾姶挪ǖ墓ぷ黝l率低于的電磁波的工作頻率低于TE10TE10模的截止頻率時(shí)，電磁波將很快衰減，模的截止頻率時(shí)，電磁波將很快衰減，不能在波導(dǎo)中傳播。不能在波導(dǎo)中傳播。小小 結(jié)結(jié)u欲使波導(dǎo)中單獨(dú)欲使波導(dǎo)中單

3、獨(dú)(dnd)(dnd)存在最低模式存在最低模式TE10TE10模，則需保證高次模模，則需保證高次模式不能出現(xiàn)。當(dāng)較低次的高次模截止時(shí)，較高的高次模也必然截止。式不能出現(xiàn)。當(dāng)較低次的高次模截止時(shí)，較高的高次模也必然截止。uTE10TE10模單模存在的頻率模單模存在的頻率(pnl)(pnl)范圍就是矩形波導(dǎo)的工作帶寬：范圍就是矩形波導(dǎo)的工作帶寬： 中中較較大大者者 baaccc22012010 TE10場(chǎng)結(jié)構(gòu)場(chǎng)結(jié)構(gòu)第3頁(yè)/共58頁(yè)第三頁(yè)，共59頁(yè)。a、橫向電場(chǎng)只有、橫向電場(chǎng)只有Ey分量，沿分量，沿Y軸大小軸大小(dxio)無(wú)變化，沿?zé)o變化，沿X軸呈正弦軸呈正弦分布。分布。場(chǎng)結(jié)構(gòu)場(chǎng)結(jié)構(gòu)(jigu)(

4、jigu)特點(diǎn)特點(diǎn)b、橫向磁場(chǎng)、橫向磁場(chǎng)HX與橫向電場(chǎng)與橫向電場(chǎng)(din chng)Ey相差一個(gè)系數(shù)，即波阻抗相差一個(gè)系數(shù)，即波阻抗10，它們?cè)跈M截面的分布完全相同，但矢量方向相互正交。，它們?cè)跈M截面的分布完全相同，但矢量方向相互正交。第4頁(yè)/共58頁(yè)第四頁(yè)，共59頁(yè)。c、HZ沿縱向呈余弦分布，在橫截面上沿沿縱向呈余弦分布，在橫截面上沿X方向呈正弦分布；方向呈正弦分布； HZ和和HX在波導(dǎo)縱截面上構(gòu)成在波導(dǎo)縱截面上構(gòu)成(guchng)了一個(gè)閉合的磁力了一個(gè)閉合的磁力線。線。場(chǎng)結(jié)構(gòu)場(chǎng)結(jié)構(gòu)(jigu)(jigu)特點(diǎn)特點(diǎn)場(chǎng)分布(fnb)第5頁(yè)/共58頁(yè)第五頁(yè)，共59頁(yè)。e、在同一平面上達(dá)到最大值，

5、橫向電場(chǎng)和磁場(chǎng)、在同一平面上達(dá)到最大值，橫向電場(chǎng)和磁場(chǎng)(cchng)同相，但與同相，但與縱向磁場(chǎng)縱向磁場(chǎng)(cchng)相差，即相位差為。相差，即相位差為。d、磁力線總是閉合曲線，磁力線和電力線正交，總滿足波印廷矢、磁力線總是閉合曲線，磁力線和電力線正交，總滿足波印廷矢量量(shling)關(guān)系。電（磁）力線越稀疏，變化越快（變化率最大）關(guān)系。電（磁）力線越稀疏，變化越快（變化率最大），電（磁）力線最密，變化越慢（變化率最小）。，電（磁）力線最密，變化越慢（變化率最?。?。f、任意點(diǎn)合成場(chǎng)功率、任意點(diǎn)合成場(chǎng)功率(gngl)：電磁波在波導(dǎo)中的力量不是直：電磁波在波導(dǎo)中的力量不是直接沿接沿z方向傳播，而

6、是入射波和反射波在波導(dǎo)內(nèi)壁上曲折反射方向傳播，而是入射波和反射波在波導(dǎo)內(nèi)壁上曲折反射的結(jié)果，合成后形成縱向功率的結(jié)果，合成后形成縱向功率(gngl)流。流。第6頁(yè)/共58頁(yè)第六頁(yè)，共59頁(yè)。TE10TE10模的電磁場(chǎng)分布模的電磁場(chǎng)分布(fnb)(fnb)返回(fnhu)第7頁(yè)/共58頁(yè)第七頁(yè)，共59頁(yè)。只要知道波導(dǎo)表面切向磁場(chǎng)的分布只要知道波導(dǎo)表面切向磁場(chǎng)的分布(fnb)(fnb)，就可得出管壁電流，就可得出管壁電流分布分布(fnb)(fnb)。由由TE10TE10模的磁場(chǎng)表達(dá)式（省去傳播因子），有模的磁場(chǎng)表達(dá)式（省去傳播因子），有: : 波導(dǎo)波導(dǎo)(b (b do)do)內(nèi)壁電內(nèi)壁電流流研究管

7、壁電流研究管壁電流(dinli)(dinli)的意義的意義利用理想導(dǎo)電壁的邊界條件：利用理想導(dǎo)電壁的邊界條件：管壁電流與場(chǎng)結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，場(chǎng)結(jié)構(gòu)決定管壁管壁電流與場(chǎng)結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，場(chǎng)結(jié)構(gòu)決定管壁電流的分布，反過(guò)來(lái)，管壁電流也決定場(chǎng)結(jié)構(gòu)電流的分布，反過(guò)來(lái)，管壁電流也決定場(chǎng)結(jié)構(gòu)的分布。對(duì)于波導(dǎo)的激勵(lì)、波導(dǎo)參數(shù)的測(cè)量以的分布。對(duì)于波導(dǎo)的激勵(lì)、波導(dǎo)參數(shù)的測(cè)量以及波導(dǎo)器件的設(shè)計(jì)都需要了解和利用管壁電流及波導(dǎo)器件的設(shè)計(jì)都需要了解和利用管壁電流的分布。的分布。管壁電流的求解管壁電流的求解HJisn )(0axCOSHHZ )sin(0axajHHx 第8頁(yè)/共58頁(yè)第八頁(yè)，共59頁(yè)。壁電流壁電流(dinli)(

8、dinli)分布分布第9頁(yè)/共58頁(yè)第九頁(yè)，共59頁(yè)。窄壁電流窄壁電流(dinli)(dinli)分布分布在在X X0 0和和X Xa a的窄壁上，電流的窄壁上，電流(dinli)(dinli)只有只有y y分量，電流分量，電流(dinli)(dinli)密度為常數(shù)。密度為常數(shù)。第10頁(yè)/共58頁(yè)第十頁(yè)，共59頁(yè)。在在y y0 0和和y yb b的寬壁上，電流密度既有的寬壁上，電流密度既有z z分量分量(fn ling)(fn ling)，也有，也有x x分量分量(fn ling)(fn ling)，電流密度是，電流密度是x x的函數(shù)。的函數(shù)。寬壁電流寬壁電流(dinli)(dinli)分布分

9、布第11頁(yè)/共58頁(yè)第十一頁(yè)，共59頁(yè)。 在波導(dǎo)寬邊中央，在波導(dǎo)寬邊中央，TE10TE10模的管壁電流只有沿模的管壁電流只有沿z z方向的電流方向的電流分量。這個(gè)性質(zhì)分量。這個(gè)性質(zhì)(xngzh)(xngzh)可用來(lái)進(jìn)行波導(dǎo)的激勵(lì)或耦合可用來(lái)進(jìn)行波導(dǎo)的激勵(lì)或耦合。因?yàn)?。因?yàn)? ,當(dāng)沿電流方向開(kāi)槽時(shí)，不會(huì)切斷電流線，即不會(huì)影當(dāng)沿電流方向開(kāi)槽時(shí)，不會(huì)切斷電流線，即不會(huì)影響波導(dǎo)原來(lái)的電流分布，也就是說(shuō)，不會(huì)使波導(dǎo)內(nèi)的場(chǎng)向外響波導(dǎo)原來(lái)的電流分布，也就是說(shuō)，不會(huì)使波導(dǎo)內(nèi)的場(chǎng)向外輻射。這就是為什么波導(dǎo)測(cè)量線總是在波導(dǎo)中央開(kāi)槽的原因輻射。這就是為什么波導(dǎo)測(cè)量線總是在波導(dǎo)中央開(kāi)槽的原因。思考思考: :波導(dǎo)波導(dǎo)(

10、b do)(b do)中的什么物理量使管壁電流連續(xù)？中的什么物理量使管壁電流連續(xù)？答案答案(d n)(d n)：電位移矢量。：電位移矢量。壁中央電流壁中央電流第12頁(yè)/共58頁(yè)第十二頁(yè)，共59頁(yè)。TE10TE10模的傳輸模的傳輸(chun sh)(chun sh)功率功率 推導(dǎo)推導(dǎo)(tudo)(tudo)( (由玻印亭定理由玻印亭定理) )對(duì)對(duì)TETE1010模模則則得得令令NoImage dsdsdsHEsdHEPHEiiisgs22221)(Re21)(Re21 HaHaHaPbabdxdyxaa b2022202222200 02221042)(21)(sin21 HEajm0 HEa2

11、022 aEEEPmmmababab22021022101444 第13頁(yè)/共58頁(yè)第十三頁(yè)，共59頁(yè)。波導(dǎo)波導(dǎo)(b do)(b do)的最的最大傳輸功率大傳輸功率 實(shí)際情況：最大傳輸功率實(shí)際情況：最大傳輸功率(gngl)(gngl)一般為理論值的一般為理論值的1/31/31/41/4。EmEm為波導(dǎo)中x = a/2x = a/2處的電場(chǎng)振幅，為波導(dǎo)橫截面上的最大振幅，也就是說(shuō)，波導(dǎo)會(huì)在這里首先被擊穿。波導(dǎo)的最大功率容量就是由波導(dǎo)中最先被擊穿處的電場(chǎng)強(qiáng)度決定(judng)(judng)的。如果已知波導(dǎo)的填充介質(zhì)特性，就可確定波導(dǎo)中的最大功率容量。令EbEb代表波導(dǎo)中的介質(zhì)最大擊穿場(chǎng)強(qiáng)，則有TE

12、10TE10模在行波狀態(tài)下的最大傳輸功率為：顯然，在駐波狀態(tài)，波導(dǎo)的功率容量將大大降低。顯然，在駐波狀態(tài)，波導(dǎo)的功率容量將大大降低。 aEPbab2202max14 第14頁(yè)/共58頁(yè)第十四頁(yè)，共59頁(yè)。波導(dǎo)的損耗波導(dǎo)的損耗(snho)(snho)與衰減與衰減 復(fù)習(xí)傳輸線衰減復(fù)習(xí)傳輸線衰減(shui (shui jin)jin)的定義的定義傳播傳播(chunb(chunb)因子因子得到衰減因子得到衰減因子可見(jiàn)：衰減因子的求解歸結(jié)為傳輸功率和損耗功率的求解?？梢?jiàn)：衰減因子的求解歸結(jié)為傳輸功率和損耗功率的求解。 傳輸功率傳輸功率損耗功率損耗功率 j zePzP 2)0()( eazLPdzdPP2

13、02 mNPPPL倍倍的的傳傳輸輸功功率率單單位位長(zhǎng)長(zhǎng)度度的的功功率率損損耗耗22 參見(jiàn)參見(jiàn)P P1414第15頁(yè)/共58頁(yè)第十五頁(yè)，共59頁(yè)。波導(dǎo)波導(dǎo)(b do)(b do)的損耗功率的損耗功率 損耗功率損耗功率(gngl)(gngl)由兩部分組成由兩部分組成在一般波導(dǎo)中，填充介質(zhì)為空氣在一般波導(dǎo)中，填充介質(zhì)為空氣(kngq)(kngq)，介電損耗（介電常數(shù)，介電損耗（介電常數(shù)的虛部所產(chǎn)生的介質(zhì)損耗）很小，可以忽略，只考慮導(dǎo)體損耗！的虛部所產(chǎn)生的介質(zhì)損耗）很小，可以忽略，只考慮導(dǎo)體損耗！ 導(dǎo)體的歐姆損耗導(dǎo)體的歐姆損耗填充介質(zhì)的損耗填充介質(zhì)的損耗導(dǎo)體損耗功率的計(jì)算（微擾法）導(dǎo)體損耗功率的計(jì)算（

14、微擾法）導(dǎo)體損耗導(dǎo)體損耗RS為導(dǎo)體的為導(dǎo)體的表面電阻表面電阻 HRJJRdPiSSSSL22121 dlilSLHRP 221 fRs 2第16頁(yè)/共58頁(yè)第十六頁(yè)，共59頁(yè)。TE10TE10模導(dǎo)體模導(dǎo)體(dot)(dot)損耗損耗 對(duì)于對(duì)于(duy)TE10(duy)TE10模模橫向橫向(hn(hn xin xin) )磁場(chǎng)為磁場(chǎng)為從而得到從而得到利用利用得到得到 abbasLdyidyidxidxiHHHHRP0020202221)(sin221022xaxEHm )(cos2221022xazaEHm 221022202102222102202102112cossin2222aadxxa

15、axaabdyaERERPERERPmsamsLmsbmsL 2 g baaamgsLLLERPPP222102221 第17頁(yè)/共58頁(yè)第十七頁(yè)，共59頁(yè)。TE10TE10模衰減模衰減(shui jin)(shui jin)因子因子利用利用(lyng)(lyng)得得可見(jiàn)：衰減與材料有關(guān)，應(yīng)選可見(jiàn)：衰減與材料有關(guān)，應(yīng)選RSRS小的非鐵磁材料；小的非鐵磁材料； 增大增大b b可使衰減變小，但可使衰減變小，但ba/2ba/2時(shí)會(huì)使時(shí)會(huì)使TE01TE01模的臨界頻率低模的臨界頻率低 于于TE20TE20模，從而使單模工作帶寬減小。綜合考慮傳輸功率、模，從而使單模工作帶寬減小。綜合考慮傳輸功率、 衰

16、減常數(shù)和工作帶寬要求，衰減常數(shù)和工作帶寬要求，b b 一般一般(ybn)(ybn)選為（選為（0.40.40.50.5）a a； 衰減因子與工作頻率有關(guān)：隨著工作頻率升高，衰減因子衰減因子與工作頻率有關(guān)：隨著工作頻率升高，衰減因子 先減小，出現(xiàn)極小值，然后穩(wěn)步上升。先減小，出現(xiàn)極小值，然后穩(wěn)步上升。 1021022210222222222abbaaaabbaaaPgsmgmsLREERP a22101 ag221 )/(1212222mNPbabaaRs 第18頁(yè)/共58頁(yè)第十八頁(yè)，共59頁(yè)。矩形波導(dǎo)尺寸矩形波導(dǎo)尺寸(ch (ch cun)cun)的選擇的選擇 選擇選擇(xunz)(xunz)

17、原則原則 保證單模傳輸保證單模傳輸(chun sh)(chun sh)，有效，有效抑制高次模抑制高次模衰減盡量小，保證傳輸效率高衰減盡量小，保證傳輸效率高功率容量大功率容量大色散小色散小考慮單模參數(shù)和帶寬，一般取考慮單模參數(shù)和帶寬，一般取中心波長(zhǎng)（幾何中值）選擇為中心波長(zhǎng)（幾何中值）選擇為u標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)：標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)： b b 0.5a 0.5a ；u加高波導(dǎo)：最大傳輸功率；加高波導(dǎo)：最大傳輸功率；u扁波導(dǎo)：不考慮功率，扁波導(dǎo)：不考慮功率，b b 一般取（一般?。?.10.10.20.2）a a。22aba aa05. 16 . 1 a3 . 10 參見(jiàn)參見(jiàn)P86P86工作波型工作波型參見(jiàn)參見(jiàn)P100

18、P100參見(jiàn)參見(jiàn)P99P99第19頁(yè)/共58頁(yè)第十九頁(yè)，共59頁(yè)。矩形波導(dǎo)的等效矩形波導(dǎo)的等效(dn(dn xio) xio)阻抗阻抗 波導(dǎo)的波阻抗不能完全反映波導(dǎo)截面變化波導(dǎo)的波阻抗不能完全反映波導(dǎo)截面變化(binhu)(binhu)對(duì)波傳播對(duì)波傳播的影響。的影響。例如對(duì)于例如對(duì)于TE10TE10模傳輸線，其波阻抗為：模傳輸線，其波阻抗為：由此可以看出，對(duì)于兩個(gè)寬度相同而不同高度的矩形波導(dǎo)，它們由此可以看出，對(duì)于兩個(gè)寬度相同而不同高度的矩形波導(dǎo)，它們的的TE10TE10模的波阻抗是一樣的，顯然當(dāng)這兩個(gè)不同高度的波導(dǎo)相連模的波阻抗是一樣的，顯然當(dāng)這兩個(gè)不同高度的波導(dǎo)相連接時(shí)，在波導(dǎo)的連接處會(huì)產(chǎn)

19、生反射。因此有必要提出波導(dǎo)等效阻接時(shí)，在波導(dǎo)的連接處會(huì)產(chǎn)生反射。因此有必要提出波導(dǎo)等效阻抗的概念來(lái)真實(shí)反映不同尺寸波導(dǎo)連接時(shí)電磁波的傳輸特性。抗的概念來(lái)真實(shí)反映不同尺寸波導(dǎo)連接時(shí)電磁波的傳輸特性。 當(dāng)把矩形波導(dǎo)看成當(dāng)把矩形波導(dǎo)看成(kn chn(kn chn) )理想傳輸線時(shí)，等效阻抗可理想傳輸線時(shí)，等效阻抗可以作為波導(dǎo)的特性阻抗來(lái)使用。以作為波導(dǎo)的特性阻抗來(lái)使用。 a2012010 第20頁(yè)/共58頁(yè)第二十頁(yè)，共59頁(yè)。矩形波導(dǎo)矩形波導(dǎo)“ “ 電壓電壓”和和“ “ 電流電流(dinli)”(dinli)”的定義的定義 由傳輸線理論可知，傳輸線的特性阻抗等于入射波電壓和入射波電流由傳輸線理論可

20、知，傳輸線的特性阻抗等于入射波電壓和入射波電流之比，因此要首先定義之比，因此要首先定義(dngy)(dngy)波導(dǎo)中的等效電壓和電流。波導(dǎo)中的等效電壓和電流。 波導(dǎo)等效波導(dǎo)等效(dn(dn xio) xio)電壓定義電壓定義波導(dǎo)等效電流定義波導(dǎo)等效電流定義波導(dǎo)橫截面中央的電場(chǎng)從波導(dǎo)頂面到底面的線積分。波導(dǎo)橫截面中央的電場(chǎng)從波導(dǎo)頂面到底面的線積分。 波導(dǎo)頂面上總的縱向電流。波導(dǎo)頂面上總的縱向電流。 eEeEzjaxzjbbdyxazu 0200)sin( eEeEHzjzjabyaxadxxadxzI 00002sin第21頁(yè)/共58頁(yè)第二十一頁(yè)，共59頁(yè)。波導(dǎo)等效波導(dǎo)等效(dn(dn xio)

21、xio)阻抗的定義阻抗的定義 由于波導(dǎo)等效電壓和電流的定義由于波導(dǎo)等效電壓和電流的定義(dngy)(dngy)具有隨意性，具有隨意性，故波導(dǎo)的等效阻抗并不唯一，可有四種不同的表達(dá)式。故波導(dǎo)的等效阻抗并不唯一，可有四種不同的表達(dá)式。電壓電壓(diny)-(diny)-電電流關(guān)系流關(guān)系 功率功率-電流關(guān)系電流關(guān)系 功率功率電壓關(guān)系電壓關(guān)系 均方電壓和電流均方電壓和電流關(guān)系關(guān)系 aZabzizue22012 aZabIPe22022182 aZabPue2202122 aZabe2201 第22頁(yè)/共58頁(yè)第二十二頁(yè)，共59頁(yè)。圓波導(dǎo)(b do)(cylindrical waveguide) 1 1

22、、 圓波導(dǎo)的場(chǎng)分布表達(dá)式；圓波導(dǎo)的場(chǎng)分布表達(dá)式； 2 2、 圓波導(dǎo)的傳播特性；圓波導(dǎo)的傳播特性； 3 3、 圓波導(dǎo)的主模和其他主要圓波導(dǎo)的主模和其他主要(zhyo)(zhyo)傳傳播模式；播模式； 4 4、 圓波導(dǎo)與矩形波導(dǎo)的對(duì)照比較。圓波導(dǎo)與矩形波導(dǎo)的對(duì)照比較。 本節(jié)要求本節(jié)要求(yoqi)(yoqi)第23頁(yè)/共58頁(yè)第二十三頁(yè)，共59頁(yè)。圓柱圓柱(yunzh)(yunzh)坐標(biāo)的縱向場(chǎng)分量波動(dòng)方程坐標(biāo)的縱向場(chǎng)分量波動(dòng)方程 011222222 HkHrrHrrHzcZZZ 011222222 EkErrErrEzcZZZ 22221122 rrrrT第24頁(yè)/共58頁(yè)第二十四頁(yè)，共59頁(yè)。

23、為滿足上面波動(dòng)方程的解。采用分離為滿足上面波動(dòng)方程的解。采用分離(fnl)(fnl)變量法，變量法，設(shè)設(shè)有有整理整理(zhngl)(zhngl)得得方程兩邊方程兩邊(lingbin)(lingbin)必為常數(shù)必為常數(shù)n2n2),( rEz)()(),( rRrEz01222222 RkddrRrdRdrrdRdc 22222221ddkrrdRdRrrdRdRrc 0222 ndd 0222222 RnkrrdRdrrdRdrc)(令令第25頁(yè)/共58頁(yè)第二十五頁(yè)，共59頁(yè)。貝塞爾函數(shù)(hnsh)方程其中(qzhng)，Jn為n階第一類貝塞爾函數(shù)，Nn為n階第二類貝塞爾函數(shù)(n階諾埃曼函數(shù))，

24、統(tǒng)稱圓柱函數(shù)。 022222 RnrkrkccrkdRdrkrkdRdccc)()()()()(參見(jiàn)(cnjin)P105)()()(rkNBrkJBcncnrR21 解為第26頁(yè)/共58頁(yè)第二十六頁(yè)，共59頁(yè)。圓柱(yunzh)坐標(biāo)中的電磁場(chǎng)一般式)sincos)()(),( nAnArkNBrkJBrEcncnz2121 )(sincos)()(),(zjzjcncnezeznAnAzrkNBrkJBrEz 212121 )(sincos)()(),(zjzjcncnezeznAnAzrkNBrkJBrHz 434343 第27頁(yè)/共58頁(yè)第二十七頁(yè)，共59頁(yè)。根據(jù)根據(jù)(gnj)(gnj)

25、場(chǎng)解的唯一性，在場(chǎng)解的唯一性，在方向，場(chǎng)的變化是周期重復(fù)方向，場(chǎng)的變化是周期重復(fù)的，即的，即n n必須為整數(shù)；場(chǎng)在波導(dǎo)中應(yīng)該有限，而對(duì)于第二類貝塞爾必須為整數(shù)；場(chǎng)在波導(dǎo)中應(yīng)該有限，而對(duì)于第二類貝塞爾函數(shù)的性質(zhì)：函數(shù)的性質(zhì)： 當(dāng)當(dāng)時(shí)，得到時(shí)，得到(d (d do)do)根據(jù)根據(jù)(gnj(gnj)得到得到時(shí)時(shí) )cos()sin()()( nAnArkNBrkJBEcncnZ12210r Nn02B)cos()sin(0)( nnrkJEEcnZ ar0Ez0)(akJcn第28頁(yè)/共58頁(yè)第二十八頁(yè)，共59頁(yè)。圓波導(dǎo)圓波導(dǎo)(b do)(b do)邊界條件邊界條件的特點(diǎn)的特點(diǎn) )cos()sin(

26、 nAnA12,.),()(,.),()()cos()sin()cos()sin(2102101212 neHneEzjcnzmZzjcnzmZnAnAnAnArkJHrkJE 1 1、只考慮、只考慮(kol)(kol)正向行波，正向行波，Z2=Z4=0;Z2=Z4=0;2 2、角向基本場(chǎng)型的表示：奇對(duì)稱場(chǎng)與偶對(duì)稱場(chǎng)、角向基本場(chǎng)型的表示：奇對(duì)稱場(chǎng)與偶對(duì)稱場(chǎng)3 3、角向?yàn)檫B續(xù)、均勻、角向?yàn)檫B續(xù)、均勻(jnyn)(jnyn)的場(chǎng)，故的場(chǎng)，故n n0 0，1 1，2 2，；4 4、軸向（、軸向（r r0 0處）沒(méi)有諾依曼函數(shù)，故處）沒(méi)有諾依曼函數(shù)，故B2=B4=0,B2=B4=0,圓波導(dǎo)中的圓波導(dǎo)中

27、的電磁場(chǎng)為：電磁場(chǎng)為：參見(jiàn)參見(jiàn)P106第29頁(yè)/共58頁(yè)第二十九頁(yè)，共59頁(yè)。 圓波導(dǎo)圓波導(dǎo)(b do)TM(b do)TM波橫波橫向電磁場(chǎng)解向電磁場(chǎng)解 zjnizmnirennnrapJEpajE )cos()sin()(zjninzmerpnnrapJEnajEni )sin()cos()(22zjninzmnirerpnnrapJEnjH )sin()cos()(2zjnizmniennnrapJEpajH )cos()sin()(貝塞爾函數(shù)貝塞爾函數(shù)(hnsh)(hnsh)的性質(zhì)：的性質(zhì)：(n(n階貝塞爾函數(shù)階貝塞爾函數(shù)(hnsh)(hnsh)的第的第i i個(gè)根個(gè)根) )apknic

28、第30頁(yè)/共58頁(yè)第三十頁(yè)，共59頁(yè)。圓波導(dǎo)圓波導(dǎo)(b do)TE(b do)TE波電磁場(chǎng)解波電磁場(chǎng)解同樣根據(jù)同樣根據(jù)(gnj)(gnj)解的唯一性和自然邊界條件，有：解的唯一性和自然邊界條件，有：由貝塞爾函數(shù)由貝塞爾函數(shù)(hnsh)(hnsh)的性質(zhì)：的性質(zhì)： ( (n n階貝塞爾函數(shù)階貝塞爾函數(shù)的導(dǎo)數(shù)的第的第i i個(gè)根個(gè)根) )得得得得TETE波的場(chǎng)分量表達(dá)式：波的場(chǎng)分量表達(dá)式： )cos()sin()()( nAnArkNBrkJBHcncnZ1221 )cos()sin()( nnrkJHHcnzmZ0rHzar0)(akJcnaqkniC 第31頁(yè)/共58頁(yè)第三十一頁(yè)，共59頁(yè)。 )

29、cos()sin()( nnraqJHHninzmZzjnizmniennnraqJHqajE )cos()sin()(zjninzmrerqnnraqJHnajEni )sin()cos()(22zjninzmnierqnnraqJHnajH )sin()cos()(22zjnizmnirennnraqJHqajH )cos()sin()(圓波導(dǎo)圓波導(dǎo)(b do)TE(b do)TE波波電磁場(chǎng)解電磁場(chǎng)解第32頁(yè)/共58頁(yè)第三十二頁(yè)，共59頁(yè)。圓波導(dǎo)中波圓波導(dǎo)中波(zhngb)(zhngb)的傳播特的傳播特性性u(píng)由場(chǎng)表達(dá)式可見(jiàn)：由場(chǎng)表達(dá)式可見(jiàn)：n n表示場(chǎng)量沿圓柱坐標(biāo)的圓周表示場(chǎng)量沿圓柱坐標(biāo)的

30、圓周(yunzhu)(yunzhu)方向（方向（方向）變化的周期數(shù)，場(chǎng)量沿圓周方向）變化的周期數(shù)，場(chǎng)量沿圓周(yunzhu)(yunzhu)方向方向的變化為三角函數(shù)。當(dāng)?shù)淖兓癁槿呛瘮?shù)。當(dāng)n=0n=0時(shí)，場(chǎng)量沿圓周時(shí)，場(chǎng)量沿圓周(yunzhu)(yunzhu)方向方向?yàn)槌?shù)。為常數(shù)。i i 表示貝塞爾函數(shù)及其導(dǎo)數(shù)的根的個(gè)數(shù)，即表示場(chǎng)量表示貝塞爾函數(shù)及其導(dǎo)數(shù)的根的個(gè)數(shù)，即表示場(chǎng)量沿波導(dǎo)徑向（沿波導(dǎo)徑向（r r方向）的零點(diǎn)個(gè)數(shù)。方向）的零點(diǎn)個(gè)數(shù)。 波指數(shù)波指數(shù)(zhsh)(zhsh)的含義的含義第33頁(yè)/共58頁(yè)第三十三頁(yè)，共59頁(yè)。圓波導(dǎo)中波的傳播圓波導(dǎo)中波的傳播(chunb)(chunb)特性

31、特性傳播傳播(chunb)(chunb)模式模式u與矩形波導(dǎo)與矩形波導(dǎo)(b do)(b do)類似，圓波導(dǎo)類似，圓波導(dǎo)(b do)(b do)中有中有無(wú)窮多個(gè)滿足邊界條件的模式，即波指數(shù)的每一個(gè)組合無(wú)窮多個(gè)滿足邊界條件的模式，即波指數(shù)的每一個(gè)組合就是圓波導(dǎo)就是圓波導(dǎo)(b do)(b do)中滿足邊界條件的一個(gè)解，但不中滿足邊界條件的一個(gè)解，但不存在存在TE00TE00、TEn0TEn0、TM00TM00和和TMn0TMn0模式。模式。u與矩形波導(dǎo)與矩形波導(dǎo)(b do)(b do)不同，圓波導(dǎo)不同，圓波導(dǎo)(b do)(b do)中的中的最低模式并不是波指數(shù)最小的模式，它的最低模式是最低模式并不是

32、波指數(shù)最小的模式，它的最低模式是TE11TE11模（模（ H11 H11模）。模）。 第34頁(yè)/共58頁(yè)第三十四頁(yè)，共59頁(yè)。簡(jiǎn)簡(jiǎn) 并并 模模u當(dāng)當(dāng)n0n0時(shí)，圓波導(dǎo)中的時(shí)，圓波導(dǎo)中的sin(nsin(n) )項(xiàng)和項(xiàng)和cos(ncos(n) )項(xiàng)是可同時(shí)項(xiàng)是可同時(shí)存在，這兩種模式其實(shí)只是在空間旋轉(zhuǎn)了存在，這兩種模式其實(shí)只是在空間旋轉(zhuǎn)了9090，其截止頻率，其截止頻率相同，可同時(shí)在圓波導(dǎo)中存在（與波導(dǎo)的激勵(lì)方式有關(guān)），相同，可同時(shí)在圓波導(dǎo)中存在（與波導(dǎo)的激勵(lì)方式有關(guān)），這種情況稱為這種情況稱為(chn(chn wi) wi)圓波導(dǎo)的極化簡(jiǎn)并。圓波導(dǎo)的極化簡(jiǎn)并。u由于圓波導(dǎo)由于圓波導(dǎo)(b do)(

33、b do)存在極化簡(jiǎn)并，故一般不用圓波導(dǎo)存在極化簡(jiǎn)并，故一般不用圓波導(dǎo)(b do)(b do)傳輸信號(hào)。傳輸信號(hào)。第35頁(yè)/共58頁(yè)第三十五頁(yè)，共59頁(yè)。圓波導(dǎo)圓波導(dǎo)(b do)(b do)中的中的常用模式常用模式E E0101模模H H0101模模H H1111模模第36頁(yè)/共58頁(yè)第三十六頁(yè)，共59頁(yè)。H11H11模場(chǎng)結(jié)構(gòu)模場(chǎng)結(jié)構(gòu)(jigu)(jigu)特點(diǎn)特點(diǎn)(tdin)(tdin)場(chǎng)分布為非圓周對(duì)稱，具有場(chǎng)分布為非圓周對(duì)稱，具有(jyu)(jyu)極化簡(jiǎn)并。極化簡(jiǎn)并。與矩形波導(dǎo)中的主模與矩形波導(dǎo)中的主模TETE1010模相似，模相似，可以很方便的轉(zhuǎn)換?？梢院芊奖愕霓D(zhuǎn)換。應(yīng)用應(yīng)用精密的旋

34、轉(zhuǎn)式衰減器、移相器、精密的旋轉(zhuǎn)式衰減器、移相器、截止衰減器及波長(zhǎng)計(jì)等。截止衰減器及波長(zhǎng)計(jì)等。H H1111模截止波長(zhǎng)最長(zhǎng)，是最低模式模截止波長(zhǎng)最長(zhǎng)，是最低模式: :844111. qac413. 第37頁(yè)/共58頁(yè)第三十七頁(yè)，共59頁(yè)。H01H01模場(chǎng)結(jié)模場(chǎng)結(jié)構(gòu)構(gòu)(jigu)(jigu) A A、場(chǎng)分布軸向?qū)ΨQ，無(wú)極化簡(jiǎn)并、場(chǎng)分布軸向?qū)ΨQ，無(wú)極化簡(jiǎn)并; ; B B、電場(chǎng)只有、電場(chǎng)只有分量，沿分量，沿方向均勻分布，圍繞縱向磁場(chǎng)分量方向均勻分布，圍繞縱向磁場(chǎng)分量 形成閉合曲線，故又稱為圓電波；形成閉合曲線，故又稱為圓電波； C C、波導(dǎo)壁無(wú)縱向電流，電流只沿圓周方向流動(dòng)；、波導(dǎo)壁無(wú)縱向電流，電流只

35、沿圓周方向流動(dòng)； D D、管壁損耗、管壁損耗(snho)(snho)隨工作頻率的增加而單調(diào)下降。隨工作頻率的增加而單調(diào)下降。特點(diǎn)特點(diǎn)(tdi(tdin)n)應(yīng)用應(yīng)用A A、高Q Q諧振腔；B B、遠(yuǎn)程毫米波傳輸；C C、光纖通信。缺點(diǎn)：不是最低模式。第38頁(yè)/共58頁(yè)第三十八頁(yè)，共59頁(yè)。E01E01模場(chǎng)結(jié)構(gòu)模場(chǎng)結(jié)構(gòu)(jigu)(jigu)特點(diǎn)特點(diǎn)(td(tdin)in)電場(chǎng)軸對(duì)稱電場(chǎng)軸對(duì)稱(duchn)(duchn)，沒(méi)有簡(jiǎn)并，是最低圓對(duì)稱沒(méi)有簡(jiǎn)并，是最低圓對(duì)稱(duchn)(duchn)模式；模式；應(yīng)用應(yīng)用由于電場(chǎng)是軸對(duì)稱的，常常由于電場(chǎng)是軸對(duì)稱的，常常作為雷達(dá)的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)。作為雷達(dá)的旋轉(zhuǎn)關(guān)

36、節(jié)。磁場(chǎng)只有圓周分量，即磁場(chǎng)只有圓周分量，即只有縱向電流；只有縱向電流；傳輸損耗較大。傳輸損耗較大。第39頁(yè)/共58頁(yè)第三十九頁(yè)，共59頁(yè)。同軸線同軸線TEMTEM導(dǎo)波模式導(dǎo)波模式(msh)(msh) 同軸線是同軸線是種雙導(dǎo)體導(dǎo)行系統(tǒng)，顯然種雙導(dǎo)體導(dǎo)行系統(tǒng)，顯然(xinrn)(xinrn)可以傳輸可以傳輸TEMTEM導(dǎo)波。同軸線以導(dǎo)波。同軸線以TEMTEM模工作，廣泛用作寬頻帶饋線，設(shè)計(jì)寬模工作，廣泛用作寬頻帶饋線，設(shè)計(jì)寬帶元件；但當(dāng)同軸線的橫向尺寸可與工作波長(zhǎng)比擬時(shí)，同軸線帶元件；但當(dāng)同軸線的橫向尺寸可與工作波長(zhǎng)比擬時(shí)，同軸線中也會(huì)出現(xiàn)中也會(huì)出現(xiàn)TETE模和模和TMTM模。它們是同軸線的高次

37、模。模。它們是同軸線的高次模。 zjeabrVzrE )/ln(,0 zjeabrVzrH )/ln(,0E E沿徑向，沿徑向，H H沿圓周沿圓周(yunzhu)(yunzhu)方向。方向。第40頁(yè)/共58頁(yè)第四十頁(yè)，共59頁(yè)。同 軸 線 TEM場(chǎng)結(jié)構(gòu)(jigu)第41頁(yè)/共58頁(yè)第四十一頁(yè)，共59頁(yè)。同軸線高次模 在一定尺寸條件下，除TEM模以外，同軸線中也會(huì)出現(xiàn)TE模和TM模。實(shí)用中，這些(zhxi)高次模(higher-order modes)通常是截止的，只是在不連續(xù)性或激勵(lì)源附近起電抗作用。重要的是要知道這些(zhxi)模式特別是最低次模式(the lowestorder waveg

38、uid-mode)的截止波長(zhǎng)或截止頻率，以避免這些(zhxi)模式在同軸線中傳播。TE模TM模最低模式(msh)為T(mén)E11模。)(2)(201ababncTMcTMmn （TE模式(msh)和TM模式(msh)的本征值方程為超越方程，均需用數(shù)值法求解。）)(abcTE 11第42頁(yè)/共58頁(yè)第四十二頁(yè)，共59頁(yè)。波導(dǎo)正規(guī)模(gum)的特性規(guī)則金屬波導(dǎo)中的TE模和TM模是麥克斯韋方程的兩套獨(dú)立解，它們是規(guī)則金屬波導(dǎo)的基本波型。這兩套波型又包括無(wú)窮多個(gè)結(jié)構(gòu)(jigu)不同的模式，彼此相互獨(dú)立。它們可以單獨(dú)存在，也可以同時(shí)并存。這一個(gè)個(gè)的模式稱為正規(guī)模。 在某些波導(dǎo)里，例如部分(b fen)填充介質(zhì)

39、的矩形波導(dǎo)或圓波導(dǎo)里，一個(gè)TE?；騎M模不能獨(dú)立存在。但可看成TE和TM模的疊加。波導(dǎo)正規(guī)模重要特性：對(duì)稱性、正交性和完備性。第43頁(yè)/共58頁(yè)第四十三頁(yè)，共59頁(yè)。模式(msh)的對(duì)稱性波導(dǎo)正規(guī)模波導(dǎo)正規(guī)模(gum)(gum)的電場(chǎng)和磁場(chǎng)對(duì)時(shí)間和距離具有對(duì)稱性和反對(duì)的電場(chǎng)和磁場(chǎng)對(duì)時(shí)間和距離具有對(duì)稱性和反對(duì)稱性。稱性。電場(chǎng)和磁場(chǎng)波函數(shù)對(duì)時(shí)間t分別具有(jyu)對(duì)稱函數(shù)和反對(duì)稱函數(shù)；電場(chǎng)和磁場(chǎng)的波函數(shù)關(guān)于縱坐標(biāo)Z的對(duì)稱性；橫向電場(chǎng)Et與縱向磁場(chǎng)HZ是坐標(biāo)z的對(duì)稱函數(shù)；橫向磁場(chǎng)Ht與縱向電場(chǎng)EZ是坐標(biāo)z的反對(duì)稱函數(shù);對(duì)于消失模，不存在變換z的符號(hào)問(wèn)題，只有時(shí)間對(duì)稱關(guān)系。正規(guī)模的對(duì)稱性是麥克斯韋方程

40、對(duì)稱性和規(guī)則波導(dǎo)本身對(duì)稱性正規(guī)模的對(duì)稱性是麥克斯韋方程對(duì)稱性和規(guī)則波導(dǎo)本身對(duì)稱性 的必的必然結(jié)果。該對(duì)稱性在研究波導(dǎo)的激勵(lì)、波導(dǎo)中的不連續(xù)性等問(wèn)題時(shí)很然結(jié)果。該對(duì)稱性在研究波導(dǎo)的激勵(lì)、波導(dǎo)中的不連續(xù)性等問(wèn)題時(shí)很有用。有用。第44頁(yè)/共58頁(yè)第四十四頁(yè)，共59頁(yè)。模式(msh)的正交性 正交性是正規(guī)模的基本特性，有著正交性是正規(guī)模的基本特性，有著(yu zhe)(yu zhe)重要的應(yīng)用。在重要的應(yīng)用。在確定組成波導(dǎo)中的電磁場(chǎng)各模式的系數(shù)時(shí)，例如，由不連續(xù)性確定組成波導(dǎo)中的電磁場(chǎng)各模式的系數(shù)時(shí)，例如，由不連續(xù)性產(chǎn)生的或由某種激勵(lì)方法所產(chǎn)生的正規(guī)模的系數(shù)時(shí)等，都必須產(chǎn)生的或由某種激勵(lì)方法所產(chǎn)生的正

41、規(guī)模的系數(shù)時(shí)等，都必須應(yīng)用正規(guī)模的這種正交特性。應(yīng)用正規(guī)模的這種正交特性。 矩形波導(dǎo)的本征函數(shù)是正弦和余弦矩形波導(dǎo)的本征函數(shù)是正弦和余弦(yxin)(yxin)函數(shù)。圓波導(dǎo)的本征函函數(shù)。圓波導(dǎo)的本征函數(shù)則是貝塞爾函數(shù)與正弦、余弦數(shù)則是貝塞爾函數(shù)與正弦、余弦(yxin)(yxin)函數(shù)。這些本征函數(shù)都具函數(shù)。這些本征函數(shù)都具有正交特性，由這些本征函數(shù)表征的矩形波導(dǎo)和圓波導(dǎo)的正規(guī)模當(dāng)然有正交特性，由這些本征函數(shù)表征的矩形波導(dǎo)和圓波導(dǎo)的正規(guī)模當(dāng)然也就具有正交特性。也就具有正交特性。第45頁(yè)/共58頁(yè)第四十五頁(yè)，共59頁(yè)。模式(msh)的完備性 波導(dǎo)中的電磁場(chǎng)至少是分段連續(xù)波導(dǎo)中的電磁場(chǎng)至少是分段連續(xù)

42、(linx)(linx)的或平方可的或平方可積的。積的。物理中碰到的電磁場(chǎng)是沒(méi)有無(wú)窮大的。物理中碰到的電磁場(chǎng)是沒(méi)有無(wú)窮大的。 波導(dǎo)正規(guī)模是本征函數(shù)的乘積，而本征函數(shù)系是完備波導(dǎo)正規(guī)模是本征函數(shù)的乘積，而本征函數(shù)系是完備的，故正規(guī)模必然是完備的的，故正規(guī)模必然是完備的; ;波導(dǎo)中任意電磁場(chǎng)都可用波導(dǎo)中任意電磁場(chǎng)都可用正規(guī)模疊加來(lái)代表，即用正規(guī)模展開(kāi)式來(lái)表示。正由于正規(guī)模疊加來(lái)代表，即用正規(guī)模展開(kāi)式來(lái)表示。正由于有這種特性，才可能對(duì)波導(dǎo)的許多實(shí)際問(wèn)題有這種特性，才可能對(duì)波導(dǎo)的許多實(shí)際問(wèn)題(wnt)(wnt)作出近似分析。作出近似分析。第46頁(yè)/共58頁(yè)第四十六頁(yè)，共59頁(yè)。 模式之間的能量交換問(wèn)題

43、是一個(gè)重要模式之間的能量交換問(wèn)題是一個(gè)重要(zhngyo)(zhngyo)的問(wèn)題，兩個(gè)的問(wèn)題，兩個(gè)模式之間有能量交換稱為模式之間有能量交換稱為“耦合耦合”，沒(méi)有能量交換的稱為，沒(méi)有能量交換的稱為“正交正交”。模式(msh)耦合與模式(msh)正交定理(dngl)：均勻無(wú)損耗傳輸系統(tǒng)中的不同模式之間彼此正交。分別屬于不同本征值的各個(gè)非簡(jiǎn)并模式之間彼此正交；分別屬于不同本征值的各個(gè)非簡(jiǎn)并模式之間彼此正交；屬于同一本征值的幾個(gè)簡(jiǎn)并模式之間，經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)膶儆谕槐菊髦档膸讉€(gè)簡(jiǎn)并模式之間，經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)摹罢换换碧幚硪院?，也彼此正交。處理以后，也彼此正交。物理意義：在均勻無(wú)損耗傳輸系統(tǒng)中，各個(gè)不同模式之

44、間彼此在能量上是沒(méi)有耦合的。不同模式各自分別攜帶著自己的一份能量，相互之間互不影響，彼此沒(méi)有能量交換。第47頁(yè)/共58頁(yè)第四十七頁(yè)，共59頁(yè)。波導(dǎo)波導(dǎo)(b do)的激勵(lì)與耦合的激勵(lì)與耦合 矩形波導(dǎo)中的導(dǎo)模是用激勵(lì)方式產(chǎn)生的，圓波導(dǎo)的激勵(lì)常采用波型矩形波導(dǎo)中的導(dǎo)模是用激勵(lì)方式產(chǎn)生的，圓波導(dǎo)的激勵(lì)常采用波型轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換(zhunhun)(zhunhun)的方法。的方法。 波導(dǎo)中可存在無(wú)窮多的波導(dǎo)中可存在無(wú)窮多的TETE模和模和TMTM模。這些模式能否存在并傳播，一方模。這些模式能否存在并傳播，一方面取決于傳輸條件面取決于傳輸條件 C C（波導(dǎo)尺寸和工作頻率）；另一方面還?。ú▽?dǎo)尺寸和工作頻率）；另一方

45、面還取決于激勵(lì)方式。決于激勵(lì)方式。( (激勵(lì)結(jié)果是要產(chǎn)生激勵(lì)結(jié)果是要產(chǎn)生(chnshng)(chnshng)所需的模式并盡量所需的模式并盡量避免不需要的模式避免不需要的模式) ) 波導(dǎo)激勵(lì)波導(dǎo)激勵(lì)( (excitation of waveguide) )的本質(zhì)是電磁波的輻射，是的本質(zhì)是電磁波的輻射，是微波源在由波導(dǎo)內(nèi)壁所限定的有限空間輻射，其結(jié)果要求在波微波源在由波導(dǎo)內(nèi)壁所限定的有限空間輻射，其結(jié)果要求在波導(dǎo)中獲得所需要的模式。即使在最簡(jiǎn)單的情況下，由于激勵(lì)源導(dǎo)中獲得所需要的模式。即使在最簡(jiǎn)單的情況下，由于激勵(lì)源附近的邊界條件很復(fù)雜，所以要嚴(yán)格對(duì)波導(dǎo)激勵(lì)問(wèn)題進(jìn)行數(shù)學(xué)附近的邊界條件很復(fù)雜，所以要

46、嚴(yán)格對(duì)波導(dǎo)激勵(lì)問(wèn)題進(jìn)行數(shù)學(xué)分析是很困難的，一般只能求近似解。分析是很困難的，一般只能求近似解。第48頁(yè)/共58頁(yè)第四十八頁(yè)，共59頁(yè)。（按物理(wl)概念分類）（1）電場(chǎng)(din chng)激勵(lì)（2）磁場(chǎng)(cchng)激勵(lì)激勵(lì)方式波導(dǎo)激勵(lì)的一般方法激勵(lì)裝置探針激勵(lì)耦合環(huán)激勵(lì)孔/縫激勵(lì)（電偶極子）（磁偶極子）直接過(guò)渡（電磁場(chǎng)輻射）（波型變換）第49頁(yè)/共58頁(yè)第四十九頁(yè)，共59頁(yè)。探針(tn zhn)激勵(lì)（電偶極子）將同軸線內(nèi)導(dǎo)體延伸一小段沿電場(chǎng)方向?qū)⑼S線內(nèi)導(dǎo)體延伸一小段沿電場(chǎng)方向(fngxing)(fngxing)插入波導(dǎo)插入波導(dǎo)內(nèi)而構(gòu)成。內(nèi)而構(gòu)成。通常置于所要激勵(lì)模式的電場(chǎng)最強(qiáng)處，以增強(qiáng)激

47、勵(lì)度。通常置于所要激勵(lì)模式的電場(chǎng)最強(qiáng)處，以增強(qiáng)激勵(lì)度。探針(tn zhn)激勵(lì)裝置第50頁(yè)/共58頁(yè)第五十頁(yè)，共59頁(yè)。 將同軸線內(nèi)導(dǎo)體延伸后彎成環(huán)形，將其端部焊在外導(dǎo)體上，將同軸線內(nèi)導(dǎo)體延伸后彎成環(huán)形，將其端部焊在外導(dǎo)體上，然后插入波導(dǎo)中所需激勵(lì)模式的磁場(chǎng)最強(qiáng)處，并使小環(huán)的法線然后插入波導(dǎo)中所需激勵(lì)模式的磁場(chǎng)最強(qiáng)處，并使小環(huán)的法線(f xin)(f xin)平行于磁力線，以增強(qiáng)激勵(lì)度。平行于磁力線，以增強(qiáng)激勵(lì)度。耦合環(huán)激勵(lì)(jl)裝置耦合環(huán)激勵(lì)(jl)（磁偶極子）第51頁(yè)/共58頁(yè)第五十一頁(yè)，共59頁(yè)?？?縫激勵(lì)(jl)（電磁場(chǎng)輻射）孔 / 縫激勵(lì)(jl)裝置波導(dǎo)與波導(dǎo)、波導(dǎo)與諧振腔之間、微

48、帶線之間的激勵(lì)波導(dǎo)與波導(dǎo)、波導(dǎo)與諧振腔之間、微帶線之間的激勵(lì)(jl)(jl)，在公共波導(dǎo)壁上開(kāi)孔或縫，使一部分能量輻射到另一波導(dǎo)中去，在公共波導(dǎo)壁上開(kāi)孔或縫，使一部分能量輻射到另一波導(dǎo)中去，并建立起所需要的傳輸模式孔應(yīng)開(kāi)在具有公共場(chǎng)分量處。并建立起所需要的傳輸模式孔應(yīng)開(kāi)在具有公共場(chǎng)分量處。第52頁(yè)/共58頁(yè)第五十二頁(yè)，共59頁(yè)。小孔耦合第53頁(yè)/共58頁(yè)第五十三頁(yè)，共59頁(yè)。直接(zhji)過(guò)渡通過(guò)通過(guò)(tnggu)(tnggu)波導(dǎo)截面形狀的逐漸變形，可將原波導(dǎo)中的模式轉(zhuǎn)換成波導(dǎo)截面形狀的逐漸變形，可將原波導(dǎo)中的模式轉(zhuǎn)換成另一種波導(dǎo)中所需要的模式。直接過(guò)渡方式還常用于同軸線與微帶線之間另一種波導(dǎo)中所需要的模式。直接過(guò)渡方式還常用于同軸線與微帶線之間的過(guò)渡和矩形波導(dǎo)與微帶線之間的過(guò)渡等。的過(guò)渡和矩形波導(dǎo)與微帶線之間的過(guò)渡等。直接(zhji)過(guò)渡激勵(lì)裝置第54頁(yè)/共58頁(yè)第五十四頁(yè)，共59頁(yè)。