加速器微波技術(shù)講座總

低能電子直線加速器微波技術(shù)基礎(chǔ)Ⅰ.微波與電磁波譜簡(jiǎn)介Ⅱ.電磁波基本知識(shí)回顧Ⅲ.微波技術(shù)的主要特點(diǎn)Ⅳ.導(dǎo)行波系統(tǒng)及傳輸線理論Ⅴ.微波在波導(dǎo)管中的傳輸Ⅵ.常用的微波元件Ⅶ.駐波加速器的微波傳輸系統(tǒng)舉例加速器微波技術(shù)講座總共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁(yè)!Ⅰ.微波與電磁波譜簡(jiǎn)介微波是電磁波譜中介于普通無(wú)線電波與紅外線之間的波段。波長(zhǎng)不同的電磁波在產(chǎn)生、傳輸技術(shù)及應(yīng)用等方面都將具有不同的特點(diǎn)；發(fā)展了不同的學(xué)科。加速器微波技術(shù)講座總共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁(yè)!微波波段

頻率f:300MHz~300GHz波長(zhǎng)λ:1m~1mm代號(hào) f（GHz）標(biāo)稱波長(zhǎng)（cm） L 1~2 22 S 2~4 10C 4~8 5X 8~12 3加速器微波技術(shù)講座總共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁(yè)!1.電磁波的產(chǎn)生2.電磁波的傳播特性平面電磁波在均勻無(wú)損媒質(zhì)中的傳播平面電磁波在有損媒質(zhì)中的傳播電磁波在媒質(zhì)交界面處的傳播規(guī)律Ⅱ.電磁波基本知識(shí)回顧加速器微波技術(shù)講座總共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁(yè)!電磁波的產(chǎn)生交變電場(chǎng)與交變磁場(chǎng)交互感應(yīng)，相互支持，在空間形成統(tǒng)一的從振源開(kāi)始，由近及遠(yuǎn)，在空間傳播的電磁波振源近區(qū)的場(chǎng)分布很復(fù)雜，遠(yuǎn)區(qū)則呈球?qū)ΨQ分布。在離源更遠(yuǎn)的區(qū)域，球面則近似為平面波。xyzxyz加速器微波技術(shù)講座總共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁(yè)!ω有損媒質(zhì)（導(dǎo)電率σ≠0）仍然是橫電磁波（TEM波）單一頻率ω的平面電磁波，沿傳播方向是振幅衰減的行波。波傳播速度V與介質(zhì)的ε、μ及σ有關(guān)，并隨頻率ω變化，是色散波。波阻抗變?yōu)閺?fù)數(shù)，并是頻率的函數(shù)。即電波與磁波之間有相位差。波傳輸常數(shù)變?yōu)閺?fù)數(shù)k=α+jβ。平面電磁波在均勻有損媒質(zhì)中的傳播有損媒質(zhì)無(wú)損媒質(zhì)加速器微波技術(shù)講座總共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁(yè)!電磁波在媒質(zhì)交界面的傳播特性媒質(zhì)1中的一束入射波在交界面處將產(chǎn)生一束反射波和一束透射波。線性媒質(zhì)中三束波的頻率一致。三束波的波矢量同在一個(gè)入射平面上；入射平面與交界面相互垂直。反射角與入射角相等θr=θi折射角與入射角有關(guān)系式為：三個(gè)波的波幅關(guān)系要滿足介質(zhì)交界面處電磁場(chǎng)的邊界條件加速器微波技術(shù)講座總共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁(yè)!三個(gè)波的波幅關(guān)系要滿足介質(zhì)交界面處電磁場(chǎng)的邊界條件

在理想介質(zhì)的交界面處介質(zhì)1中入射波與反射波合成場(chǎng)的平行分量E1t，H1t與介質(zhì)2中透射波場(chǎng)的平行分量E2t，H2t相等。合成場(chǎng)的法向分量D1n，B1n與介質(zhì)2中透射波場(chǎng)的法向分量D2n，B2n相等。加速器微波技術(shù)講座總共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁(yè)!Ⅲ.微波技術(shù)的主要特點(diǎn)普通無(wú)線電波段使用的振蕩管和放大管不能用于產(chǎn)生或放大微波。微波波長(zhǎng)與元器件的尺度可相比擬；趨膚效應(yīng)、輻射效應(yīng)及延時(shí)效應(yīng)明顯表現(xiàn)，不可忽略。不能用任意形狀的導(dǎo)線來(lái)傳輸微波。微波元器件中的電場(chǎng)與磁場(chǎng)是相互依托，共同存在的；沒(méi)有單純的電阻R、電感L或電容C等集中參數(shù)的元器件及相應(yīng)的由L和C組成振蕩回路。微波測(cè)量的基本參量不可能是電壓、電流或電阻；而是頻率f、功率P、波的散射參量及等效的阻抗參量。加速器微波技術(shù)講座總共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁(yè)!f=50Hz波長(zhǎng)λ=?f=50Hz波長(zhǎng)λ=6000kmf=50MHz波長(zhǎng)λ=6mλf=3GHz波長(zhǎng)λ=10cm加速器微波技術(shù)講座總共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁(yè)!導(dǎo)行波系統(tǒng)（引導(dǎo)電磁波定向傳輸?shù)膫鬏斁€）如何正確選取傳輸線？為什么不同頻段需采用不同的導(dǎo)行波傳輸線？⒈導(dǎo)行波系統(tǒng)簡(jiǎn)介功率容量衰減大小頻帶特性尺寸合理性電源負(fù)載加速器微波技術(shù)講座總共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁(yè)!不同頻帶的傳輸線λf10MHz 100MHz1000MHz10GHz100GHz30m 3m30cm3cm3mm同軸線波導(dǎo)管平行雙線任意雙線受限于輻射損失受限于輻射損失受限于歐姆損耗及功率容量歐姆損耗功率容量受限于尺寸過(guò)大傳輸線類型微帶介質(zhì)波導(dǎo)受限于輻射損失加速器微波技術(shù)講座總共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁(yè)!⒊TEM波傳輸線的等效電路沿線分布串聯(lián)阻抗和并聯(lián)導(dǎo)納Z1=R1+jωL1Y1=G1+jωC1無(wú)損條件下，可忽略R1，G1微波頻率下ωL1＞＞

R1，

ωC1＞＞G1

Z1=jXL=jωL1

Y1=jXC=jωC1分布參量R1、G1、

L1、和C1隨頻率變化嗎？C1C1C1C1C1L1L1L1L1L1R1L1C1G1R1L1C1G1加速器微波技術(shù)講座總共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁(yè)!分布參量L1，C1與工作頻率無(wú)關(guān)亨/米法/米同軸線外導(dǎo)體的內(nèi)徑D，內(nèi)導(dǎo)體直徑d，其間填充介質(zhì)常數(shù)為ε及μ，分布參量為L(zhǎng)1，C1可見(jiàn)傳輸線分布參量由系統(tǒng)的尺寸及介質(zhì)材料確定，與頻率無(wú)關(guān)；但其呈現(xiàn)的阻抗是隨頻率而變的。XL=ωL1，XC=ωC150HzXL≌5×10-5

歐/米

Xc≌8×109歐/米3000MHzXL≌3000歐/米Xc≌0.8歐/米例：D/d=2.3，空氣介質(zhì)ε，μDd加速器微波技術(shù)講座總共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁(yè)!無(wú)損理想傳輸線方程的一般解⑴線上電壓和電流分別都是由入射波和反射波疊加而成。⑵四個(gè)波的相移常數(shù)β相同，且波相速VP相同，并無(wú)色散。⑶入射波電壓與電流的幅值比及反射波電壓與電流的幅值比相等；定義為：傳輸線的特性阻抗Z0⑷VP和Z0僅與傳輸線的L1,C1

有關(guān)，與電源的頻率f和功率P無(wú)關(guān)。也與負(fù)載阻抗ZL無(wú)關(guān)。

u(z,t)=ui(z,t)+ur(z,t)i(z,t)=ii(z,t)+ir(z,t)ui(z,t)=UimSin(ωt+βz+φi)ii(z,t)=IimSin(ωt+βz+φi)ur(z,t)=UrmSin(ωt-βz+φr)ir(z,t)=IrmSin(ωt-βz+φr)電源的f、P和負(fù)載ZL對(duì)傳輸線工作狀態(tài)有影響嗎？VPβωZ0ω加速器微波技術(shù)講座總共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁(yè)!

行波狀態(tài)

ImUm0Z電壓入射波電流入射波Z0zZgozo～ZL線上僅有入射波；像波浪一樣向前傳播；線上波幅Um，Im不變電壓和電流波同位相（波峰位置相同）線上各處輸入阻抗為常數(shù)并等于Z0負(fù)載匹配

ZL=Z0加速器微波技術(shù)講座總共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁(yè)!入射波與反射波合成駐波終端短路ZL=0u(0,t)=0

全反射Uim

=Urm

Iim

=Irm

φr

=π

u(z,t)=2UimSinβzCosωti(z,t)=2IimCosβzSinωtu(z,t)=Uimsin(ωt+βz)+Urmsin(ωt-βz+φr)

i(z,t)=Iimsin(ωt+βz)-Irmsin(ωt-βz+φr)終端開(kāi)路ZL=∝i(0,t)=0

全反射Uim

=Urm

Iim

=Irm

φr

=0

u(z,t)=2UimCosβzSinωti(z,t)=2IimSinβzCosωt電流駐波與電壓駐波在時(shí)間上相差（π/2）空間上相差（λ/4）距離。加速器微波技術(shù)講座總共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁(yè)!純虛數(shù)負(fù)載全反射

純感負(fù)載ZL=jXL純電容負(fù)載ZL=jXL電容負(fù)載ZL=-jXC問(wèn)題：純虛數(shù)負(fù)載輸入阻抗Zin(z)=?加速器微波技術(shù)講座總共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁(yè)!傳輸線的狀態(tài)參量反射系數(shù)

駐波系數(shù)

輸入阻抗

│Umax││Umin│λ/2lminlminoT參考面加速器微波技術(shù)講座總共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁(yè)!Ⅴ.微波在波導(dǎo)管中的傳輸1.概述：波導(dǎo)管可以傳輸什么樣的電磁波？波導(dǎo)是怎樣傳輸電磁波的？2.矩形波導(dǎo)中的電磁波波導(dǎo)模式（波型）TE及TM波的傳輸特性及參量矩形波導(dǎo)的主模TE103.圓波導(dǎo)中傳輸?shù)碾姶挪ê?jiǎn)介4.波導(dǎo)傳輸微波的功率特性加速器微波技術(shù)講座總共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第20頁(yè)!

波導(dǎo)管是怎樣傳輸電磁波的？TEM波斜射進(jìn)入波導(dǎo)，受金屬壁來(lái)回往返反射，曲折前進(jìn)，通過(guò)波導(dǎo)。入射波和反射波疊加合成，可以在波導(dǎo)中形成各種各樣的TE,TM波。每個(gè)波型的電磁場(chǎng)在金屬邊界均滿足Et=0Hn=0橫截面內(nèi)是駐波場(chǎng)；加速器微波技術(shù)講座總共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第21頁(yè)!矩形波導(dǎo)的電磁波存在無(wú)窮多個(gè)TEmn和TMmn的本征模式(m=0,1,2..n=0,1,2…)mn是模式標(biāo)號(hào)，分別表示寬邊和窄邊上的駐波波腹數(shù)本征模式：可以單獨(dú)存在的某一種基本的電磁場(chǎng)形態(tài)各種模式的場(chǎng)可以疊加成復(fù)雜的場(chǎng)存在與波導(dǎo)中。通常采用單模工作狀態(tài)。加速器微波技術(shù)講座總共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第22頁(yè)!矩形波導(dǎo)的TE10模的λC最長(zhǎng)，稱為最低模稱其他模為高次模。TE10模的λC=2a,λ>2a,則全都截止。TE10?？蓪?shí)現(xiàn)單模工作，是矩形波導(dǎo)的主模。矩形波導(dǎo)傳輸?shù)闹髂E10常用10cm波段的波導(dǎo)a≌7.2cmb≌3.4cmλC=14.4cm

fc=?f=2998MHzλ=10cmλg=?13.9cm~2080MHz加速器微波技術(shù)講座總共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第23頁(yè)!⑴功率容量

最大允許通過(guò)功率Pmax（平均值）與波導(dǎo)尺寸，工作頻率及場(chǎng)強(qiáng)Em有關(guān)。Pmax受限于場(chǎng)強(qiáng)Em的擊穿值Eb，與波導(dǎo)的清潔度及光潔度有關(guān)，但更主要的是決定與波導(dǎo)內(nèi)的介質(zhì)情況。實(shí)際值往往僅為理論值(20~30)%例：72x34mm2波導(dǎo),理論(2.2~3.2MW）

⑵提高擊穿值Eb可采用的措施：

抽真空(低真空Eb最低）充干燥過(guò)濾的壓縮空氣或氮?dú)猓?~3氣壓，太大波導(dǎo)會(huì)變形）充SF6氣體波導(dǎo)傳輸微波的功率特性30EbpKV/cm760mmHg加速器微波技術(shù)講座總共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第24頁(yè)!Ⅵ.常用的微波元件1.無(wú)源微波傳輸元器件的作用2.各種微波元器件簡(jiǎn)介匹配負(fù)載，短路活塞，波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換衰減器，移相器，波導(dǎo)三通（E-T,H-T)定向耦合器波導(dǎo)雙T和魔T3.波導(dǎo)使用時(shí)的幾個(gè)實(shí)際問(wèn)題加速器微波技術(shù)講座總共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第25頁(yè)!彎波導(dǎo)，角波導(dǎo)，扭波導(dǎo)保證微波定向傳輸，機(jī)械安裝要求主要要求，附加反射小R大好，L為(λg/4)的奇數(shù)倍好加速器微波技術(shù)講座總共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第26頁(yè)!終端匹配負(fù)載單端口元件理想的匹配負(fù)載應(yīng)無(wú)反射按傳輸線類型分別有同軸，波導(dǎo)微帶線的負(fù)載功率容量不同的負(fù)載結(jié)構(gòu)不同主要指標(biāo)功率容量VSWR（電壓駐波比）加速器微波技術(shù)講座總共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第27頁(yè)!定向耦合器具有方向性的功率采樣器用于功率，頻率等參量的監(jiān)測(cè)及提供控制電路需要的信號(hào)主要指標(biāo)耦合度方向性副波導(dǎo)主波導(dǎo)1口3口2口4口λ/4加速器微波技術(shù)講座總共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第28頁(yè)!環(huán)行器與魔T加速器微波技術(shù)講座總共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第29頁(yè)!四端環(huán)流器加速器微波技術(shù)講座總共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第30頁(yè)!波導(dǎo)窗加速器微波技術(shù)講座總共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第31頁(yè)!電磁波的產(chǎn)生電荷激發(fā)電場(chǎng)電力線+

-電流激發(fā)磁場(chǎng)沒(méi)有單磁極子磁力線是圍繞電流的閉合曲線

EH隨時(shí)間交變的電場(chǎng)感生交變的渦旋磁場(chǎng)隨時(shí)間交變的磁場(chǎng)感生交變的渦旋電場(chǎng)加速器微波技術(shù)講座總共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第32頁(yè)!ω真空或理想無(wú)損媒質(zhì)（導(dǎo)電率σ=0）橫電磁波（TEM波）按單一頻率ω正旋規(guī)律變化的平面電磁波是簡(jiǎn)諧等幅的行波。電磁波傳播速度與頻率無(wú)關(guān)，決定于介質(zhì)的介電常數(shù)ε和導(dǎo)磁系數(shù)μ在真空中即為光速.C≈3×108米/秒。波阻抗η=Em/Hm在真空中η0=377Ω平面電磁波在均勻無(wú)損媒質(zhì)中的傳播加速器微波技術(shù)講座總共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第33頁(yè)!平面電磁波在良導(dǎo)體中傳播的特點(diǎn)β很大，波相速很慢。η很小，波阻抗低，即磁場(chǎng)較強(qiáng)，電場(chǎng)較弱。α很大，衰減很快。定義趨膚深度δ為場(chǎng)強(qiáng)衰減到1/e=0.368倍的距離。例：銅σ=5.8×107米/秒

f=3000MHz條件下δ=1.2微米良導(dǎo)體加速器微波技術(shù)講座總共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第34頁(yè)!三個(gè)波的波幅關(guān)系要滿足介質(zhì)交界面處電磁場(chǎng)的邊界條件介質(zhì)1介質(zhì)2理想介質(zhì)（σ1=σ2=0）交界面上沒(méi)有自由電荷也沒(méi)有傳導(dǎo)電流。E1t=E2tε1E1n

=ε2E2nH1t=H2tμ1H1n

=μ2H2n加速器微波技術(shù)講座總共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第35頁(yè)!理想導(dǎo)體（σ2→∞）交界面上有薄層（自由）面電荷ρs

和（傳導(dǎo)）面電流js。在理想導(dǎo)體表面處，入射波和反射波合成的結(jié)果滿足：電力線一定垂直于導(dǎo)體表面。磁力線一定平行于導(dǎo)體表面。良導(dǎo)體（如銅，銀等）σ很大，可近似為理想導(dǎo)體處理。++

+

++++理想導(dǎo)體σ2→∞E=0B=0.ρsjsE1t=0

D1n=ρsH1t=js

B1n=0理想導(dǎo)體表面的邊界條件加速器微波技術(shù)講座總共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第36頁(yè)!普通柵控電子管在微波波段不能正常工作例：電子渡越時(shí)間τ≈10-9秒微波周期T≈10-9~

10-12秒陰柵分布電容C’~10-12法(μμf)f~

106Hz1/(ωC’)~106Ωf~

1010Hz1/(ωC’)~100ΩC，加速器微波技術(shù)講座總共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第37頁(yè)!Ⅳ.導(dǎo)行波系統(tǒng)及傳輸線理論⒈導(dǎo)行波系統(tǒng)簡(jiǎn)介⒉平行雙線和同軸線傳輸?shù)腡EM波⒊TEM波傳輸線的等效電路⒋傳輸線的等效電路理論

（無(wú)損傳輸線方程的一般解）⒌傳輸線工作狀態(tài)的分類⒍傳輸線的狀態(tài)參量加速器微波技術(shù)講座總共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第38頁(yè)!各種傳輸線加速器微波技術(shù)講座總共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第39頁(yè)!2.平行線和同軸線傳輸?shù)腡EM波··················································××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××·························××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××λ························································××××××××××××××××××××××××××HEE×HEHE×H加速器微波技術(shù)講座總共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第40頁(yè)!平行線和同軸線的分布參數(shù)加速器微波技術(shù)講座總共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第41頁(yè)!⒋傳輸線等效電路理論電源通過(guò)沿線的分布電感逐步向分布電容充電，形成向負(fù)載傳輸?shù)碾妷翰ê碗娏鞑?。長(zhǎng)線理論解電路方程，可求得線上分布的等效電壓和電流波：

u(z,t)

,i(z,t)注意：習(xí)慣將坐標(biāo)原點(diǎn)放在

負(fù)載參考面。

zo～ZLi(z,t)u(z,t)電源負(fù)載加速器微波技術(shù)講座總共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第42頁(yè)!電源的頻率f確定工作波長(zhǎng)λ及相移常數(shù)β；波幅的絕對(duì)值由電源功率P決定；電源的內(nèi)阻較為復(fù)雜，暫不討論；先假定Zg=Z0（源端無(wú)反射）。

傳輸線的工作按不同負(fù)載ZL的情況，可分為行波、駐波和混波三種狀態(tài)。⒌傳輸線工作狀態(tài)的分類電流入射波zo電流反射波～ZLZ0Zgzo電壓入射波電壓反射波zozo加速器微波技術(shù)講座總共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第43頁(yè)!│Umax││Umin│t1t2t3t4駐波狀態(tài)

全反射（例：終端短路ZL=0）

Urm=Uim入射波與反射波合成，保證負(fù)載處u(0,t)=0

純駐波像弦振動(dòng)一樣原地振蕩，不向前傳播。沿線存在駐波腹和波節(jié)點(diǎn)，兩者相距（λ/4）距離。波峰Umax=2Uim，波節(jié)Umin=0

加速器微波技術(shù)講座總共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第44頁(yè)!電流駐波與電壓駐波在時(shí)間上相差（π/2）空間上相差（λ/4）距離。沿線的輸入阻抗是以（λ/2）為周期變化的。λ/4線具有阻抗倒轉(zhuǎn)性。全反射駐波的輸入阻抗Zin(z)加速器微波技術(shù)講座總共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第45頁(yè)!混波狀態(tài)負(fù)載吸收部分功率，其余反射反射波小于入射波Urm＞UimZL=R+jX≠Z0沿線也存在駐波波腹和波節(jié)點(diǎn)，波峰Umax＜2Uim，波節(jié)Umin＞0

電流駐波與電壓駐波在空間仍相差（λ/4）距離。沿線的輸入阻抗也是變化的。

線上是存在一個(gè)行波加一個(gè)駐波的混波狀態(tài)

加速器微波技術(shù)講座總共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第46頁(yè)!傳輸線的狀態(tài)參量轉(zhuǎn)換關(guān)系三套參量，同一對(duì)象；可相互轉(zhuǎn)換電壓反射系數(shù)與電壓駐波比(VSWR)引入功率反射系數(shù)1.00∝1.0純駐波時(shí)ρ=？│Γ│=？行波狀態(tài)時(shí)ρ=？│Γ│=？ρ=1.2Pr/P0=？≤0.01加速器微波技術(shù)講座總共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第47頁(yè)!波導(dǎo)管可以傳輸什么樣的電磁波？空心金屬管中電磁波不可能自由傳輸必須滿足電磁場(chǎng)的基本規(guī)律必須滿足金屬邊界條件空心金屬管中能否存在靜電場(chǎng)？矩形波導(dǎo)管中能否存在均勻分布的簡(jiǎn)諧場(chǎng)Ey=Emsinωt?空心波導(dǎo)管能否傳輸TEM波？微波理論和實(shí)驗(yàn)證明波導(dǎo)管中可以傳輸TE和TM波

TE波(H波)橫電波（磁波）有Hz分量

TM波(E波)橫磁波（電波）有Ez分量（不能）（不能）（不能）xzy加速器微波技術(shù)講座總共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第48頁(yè)!波導(dǎo)管是怎樣傳輸電磁波的？理論分析結(jié)果每個(gè)波型在邊界的入射角與波長(zhǎng)λ必須恰當(dāng)配合，才可能保證金屬邊界是切向電場(chǎng)Et和法向磁場(chǎng)Hn的波節(jié)點(diǎn)。理論證明λ越長(zhǎng),θ越??；λ=λC

時(shí)θ=0；波不再可能縱向傳輸；稱λC為截止波長(zhǎng)。不同的波型具有不同的λC。沿縱向傳輸?shù)膶?dǎo)波波長(zhǎng)（相波長(zhǎng)）λg不同于自由波長(zhǎng)λθaλλg不同的波型在縱向傳輸?shù)南嗨賄P及導(dǎo)波波長(zhǎng)λg也不相同；例（如圖為某一波型）加速器微波技術(shù)講座總共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第49頁(yè)!矩形波導(dǎo)中TE和TM波的傳輸特性參量由波導(dǎo)尺寸（a，b)及模式標(biāo)號(hào)決定。TEmn，TMmn波型不同，λc相同。TE和TM波是色散波相速和群速均隨頻率變化λc2ba2aTE30TE01TE20TE10截止單模多模區(qū)λcλVTEMCVp>CVg>CVg=Vp加速器微波技術(shù)講座總共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第50頁(yè)!圓波導(dǎo)中傳輸?shù)碾姶挪ê?jiǎn)介基本概念與矩形波導(dǎo)一樣TEM波斜射，金屬壁反射無(wú)窮多TEmn,TMmn

本征模m標(biāo)注輻向，n標(biāo)注徑向λ＜λc

可傳輸，λg＞λ，Vp＞c

常用的模式特點(diǎn)TM01有EZ場(chǎng),可用與和電子相互作用（加模片成盤菏波導(dǎo))TE11最低模，輻向變一周期徑向有一波腹，用于與矩形波導(dǎo)連接（波導(dǎo)窗，磁控管的方圓轉(zhuǎn)換）TE01圓電模式,損耗最小,高Q腔加速器微波技術(shù)講座總共59頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第51頁(yè)!實(shí)際波導(dǎo)金屬材料不是理想導(dǎo)體，是良導(dǎo)體。電磁波在內(nèi)壁有高頻感應(yīng)面電流（例TE10波）傳輸過(guò)程中，波導(dǎo)發(fā)熱，功率損耗，指數(shù)衰減。E(z)=E0e-αzP(z)=P0e-αz衰減單位（分貝，db)

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