微波技術(shù)-傳輸線和波導(dǎo)

第三章傳輸線和波導(dǎo)

——微波傳輸線的分類及其特點(diǎn)TEM傳輸線特點(diǎn):沒(méi)有沿傳輸方向的場(chǎng)分量；傳輸?shù)闹髂Ｊ荰EM模式，沒(méi)有截止頻率；相速和群速不是頻率的函數(shù)（即不存在色散）；電壓、電流和特征阻抗定義唯一。

第三章傳輸線和波導(dǎo)

——微波傳輸線的分類及其特點(diǎn)常用的TEM傳輸線平行雙導(dǎo)線、同軸線、帶狀線、微帶線、共面波導(dǎo)第三章傳輸線和波導(dǎo)

——微波傳輸線的分類及其特點(diǎn)色散傳輸線特點(diǎn)存在著沿波傳輸方向的場(chǎng)分量；存在著最低工作頻率，即當(dāng)?shù)陀谥髂５慕刂诡l率時(shí)，電磁波將不能在傳輸線中傳播；相速和群速是頻率的函數(shù)，即存在色散；電壓、電流和特征阻抗定義不唯一。第三章傳輸線和波導(dǎo)

——微波傳輸線的分類及其特點(diǎn)常用微波色散傳輸線矩形波導(dǎo)、圓波導(dǎo)、槽線、介質(zhì)波導(dǎo)、脊波導(dǎo)第三章傳輸線和波導(dǎo)

——本章主要內(nèi)容及其要點(diǎn)微波傳輸線中波的分類；TEM、TE和TM波的一般解及其一般傳輸特性；常用微波傳輸線的分析方法；常用微波傳輸線的場(chǎng)分布、傳播特性、主要傳播模式，特點(diǎn)和用途。3.1TEM、TE和TM波的通解均勻波導(dǎo)（傳輸線）的理想化假設(shè)波導(dǎo)內(nèi)壁為理想導(dǎo)體，電導(dǎo)率為無(wú)限大波導(dǎo)內(nèi)填充介質(zhì)為各向同性，均勻無(wú)耗的線性媒質(zhì)波導(dǎo)內(nèi)無(wú)自由電荷和傳導(dǎo)電流，即波導(dǎo)內(nèi)無(wú)源波導(dǎo)為無(wú)限長(zhǎng)，橫截面形狀大小在傳播方向不變波導(dǎo)中波的傳播方向?yàn)閆方向，與波導(dǎo)橫截面相垂直波導(dǎo)中傳輸?shù)牟檎译姶挪?/p>

均勻波導(dǎo)中導(dǎo)行波的一般表達(dá)式

廣義正交曲線坐標(biāo)系下的矢量亥姆霍茲方程

其中為介質(zhì)中的波數(shù)

矢量亥姆霍茲方程的

縱向算子和橫向算子設(shè)廣義正交曲線坐標(biāo)系的三個(gè)坐標(biāo)分別為：u，v，w，且設(shè)W方向?yàn)閭鞑シ较颉獄方向，則拉普拉斯算子為：

其中稱為二維拉普拉斯算子矢量亥姆霍茲方程的

縱向算子和橫向算子由二維拉普拉斯算子表示三維矢量亥姆霍茲方程，有1、矢量亥姆霍茲方程的分離變量法（1）對(duì)變量Z的分離

z為一個(gè)特殊的方向，橫坐標(biāo)u，v的函數(shù)E(u,v)和H(u,v)與z無(wú)關(guān)，可以先對(duì)z進(jìn)行分離變量（以電場(chǎng)為例說(shuō)明）設(shè)：

1、矢量亥姆霍茲方程的分離變量法Z(z)僅為變量z的函數(shù)，且為一標(biāo)量函數(shù)，將上式代入（A1）式，有即

（A2）（1）對(duì)變量Z的分離(A2)式要有解，等式兩邊都必須為一常數(shù)，令其為γ，有

（A3a）

（A3b）

（2）Z（z）的解及其意義解的意義：代表沿傳輸線朝±Z兩個(gè)方向傳輸?shù)牟ā肷洳ㄅc反射波。

γ為傳播常數(shù)，它的實(shí)部α代表衰減因子，虛部β代表相移常數(shù)，即

(3)電場(chǎng)和磁場(chǎng)橫向坐標(biāo)變量的

亥姆霍茲方程無(wú)限長(zhǎng)無(wú)耗傳輸線，有電場(chǎng)和磁場(chǎng)：

(3)電場(chǎng)和磁場(chǎng)橫向坐標(biāo)變量的

亥姆霍茲方程設(shè)有

（A4）

kC稱為截止波速（4）用縱向場(chǎng)分量表示橫向場(chǎng)分量

——電磁場(chǎng)橫截面分布的求解步驟1分量形式的電磁場(chǎng)

（4）用縱向場(chǎng)分量表示橫向場(chǎng)分量

——電磁場(chǎng)橫截面分布的求解步驟1分量形式的麥克斯韋方程

（A5）（4）用縱向場(chǎng)分量表示橫向場(chǎng)分量

——電磁場(chǎng)橫截面分布的求解步驟1橫向場(chǎng)分量與縱向場(chǎng)分量的關(guān)系（A6a）（A6b）（A6c）（A6d）（5）縱向場(chǎng)分量滿足的波動(dòng)方程

——電磁場(chǎng)橫截面分布的求解步驟2將（A3）式寫(xiě)成分量形式az是常矢量，z分量可單獨(dú)分離，即

（A7a）

（A7b）直角坐標(biāo)系下無(wú)耗傳輸線橫向場(chǎng)和縱向場(chǎng)的關(guān)系3.1.1TEM波TEM波的特點(diǎn)必然有橫向場(chǎng)滿足的場(chǎng)方程3.1.1TEM波TEM波橫向場(chǎng)與靜場(chǎng)一樣都滿足二維拉普拉斯方程,可用勢(shì)函數(shù)來(lái)表示.電流3.1.1TEM波

TEM波存在的條件

——相應(yīng)的靜電勢(shì)不為零多導(dǎo)體傳輸線能夠存在TEM波閉合的導(dǎo)體不存在TEM波（如矩形波導(dǎo)、圓波導(dǎo)）平面波是TEM波的一種，傳輸特性可以用TEM波的方法分析。3.1.1TEM波波阻抗其中Et和Ht滿足右手螺旋法則。如在直角坐標(biāo)系下，有

3.1.1TEM波

——TEM傳輸線的分析方法靜場(chǎng)分析的方法優(yōu)點(diǎn):方法相對(duì)簡(jiǎn)單。不足:無(wú)法進(jìn)行高階模和不連續(xù)性的分析。求解電位的拉普拉斯方程保角變換變分3.1.1TEM波

——TEM傳輸線的分析方法全波分析優(yōu)點(diǎn)：可以進(jìn)行高階模、不連續(xù)性和色散的分析缺點(diǎn)：分析過(guò)程復(fù)雜分離變量法、譜域法、橫向諧振法等3.1.1TEM波

——分析過(guò)程總結(jié)（求解拉普拉斯方程法）1、在合適的坐標(biāo)系下分離變量，求解電位的拉普拉斯方程。2、由導(dǎo)體的邊界條件，求出解的常量。3、由電場(chǎng)和電位的關(guān)系，計(jì)算出電場(chǎng)。4、由電場(chǎng)和磁場(chǎng)的關(guān)系，計(jì)算出磁場(chǎng)。3.1.1TEM波

——分析過(guò)程總結(jié)（求解拉普拉斯方程法）5、對(duì)電場(chǎng)（由導(dǎo)體a到導(dǎo)體b）積分，計(jì)算出電壓V，對(duì)磁場(chǎng)積分求出電流。6、根據(jù)定義求出傳播常數(shù)、特征阻抗等傳輸線參數(shù)。例

3.1.2TE波橫向場(chǎng)與縱向場(chǎng)的關(guān)系

TE波的特征

Ez=0，Hz≠0，即磁場(chǎng)有縱向分量，電場(chǎng)無(wú)縱向分量，只有橫向分量。3.1.2TE波直角坐標(biāo)系下的關(guān)系3.1.2TE波縱向磁場(chǎng)（直角坐標(biāo)系）波阻抗3.1.2TM波橫向場(chǎng)與縱向場(chǎng)的關(guān)系

TM波的特征

Hz=0，Ez≠0，即電場(chǎng)有縱向分量，磁場(chǎng)無(wú)縱向分量，只有橫向分量。3.1.2TM波直角坐標(biāo)系下的關(guān)系3.1.2TM波縱向電場(chǎng)（直角坐標(biāo)系）波阻抗

規(guī)則波導(dǎo)中波的一般傳輸特性

傳播常數(shù)分析（1）γ=α為實(shí)數(shù)，波沿傳輸方向迅速衰減，波在波導(dǎo)中不能傳播

規(guī)則波導(dǎo)中波的一般傳輸特性

（2）γ=jβ為純虛數(shù)，波在波導(dǎo)中沿z方向只有相位的變化，振幅無(wú)衰減，在波導(dǎo)中無(wú)衰減的傳播。

（3）臨界狀態(tài)規(guī)則波導(dǎo)中波的一般傳輸特性

波導(dǎo)波長(zhǎng)與截止波長(zhǎng)工作波長(zhǎng)波導(dǎo)波長(zhǎng)截止波長(zhǎng)規(guī)則波導(dǎo)中波的一般傳輸特性TE和TM波波導(dǎo)波長(zhǎng)和傳播常數(shù)的特點(diǎn)TE和TM波的波導(dǎo)波長(zhǎng)和傳播常數(shù)不僅與電磁波的工作頻率有關(guān)，同時(shí)也與波導(dǎo)本身的結(jié)構(gòu)及其填充介質(zhì)的特性和傳輸?shù)哪Ｊ接嘘P(guān)

規(guī)則波導(dǎo)中波的一般傳輸特性總結(jié)TEM波場(chǎng)分析傳輸線參數(shù)(均勻介質(zhì))規(guī)則波導(dǎo)中波的一般傳輸特性總結(jié)

——TE和TM波場(chǎng)分析TE波縱向場(chǎng)：橫向場(chǎng)規(guī)則波導(dǎo)中波的一般傳輸特性總結(jié)

——TE和TM波TM波縱向場(chǎng)橫向場(chǎng)規(guī)則波導(dǎo)中波的一般傳輸特性總結(jié)截止波長(zhǎng)與截止頻率傳播常數(shù)波導(dǎo)波長(zhǎng)與工作波長(zhǎng)規(guī)則波導(dǎo)中波的一般傳輸特性總結(jié)相速群速

規(guī)則波導(dǎo)中波的一般傳輸特性總結(jié)波阻抗TM波TE波3.3矩形波導(dǎo)本節(jié)要求矩形波導(dǎo)的場(chǎng)分布表達(dá)式及其推導(dǎo)過(guò)程；波導(dǎo)模式的概念，波導(dǎo)波長(zhǎng)，截止波長(zhǎng)，波速的意義和表達(dá)式；矩形波導(dǎo)的主模-TE10模及其特點(diǎn)，單模傳輸?shù)臈l件；波導(dǎo)管壁電流分布規(guī)律；波導(dǎo)中電磁波的傳輸功率與衰減的推導(dǎo)與計(jì)算。3.3.1TE波條件縱向場(chǎng)方程（3.73)

3.3.1TE波邊界條件橫向場(chǎng)與縱向場(chǎng)的關(guān)系3.3.1TE波

——縱向場(chǎng)分量的通解(分離變量)

令Hz=X(x)Y(y)

有欲使方程兩邊恒等，只有方程的左邊兩項(xiàng)分別等于一個(gè)常數(shù)

3.3.1TE波矩形波導(dǎo)中縱向磁場(chǎng)的通解

由邊界條件,得:則矩形波導(dǎo)中縱向磁場(chǎng)滿足邊界條件的解3.3.1TE波橫向場(chǎng)分量3.3.2TM模

(條件:Hz=0Ez≠0)場(chǎng)解TE模和TM模特性總結(jié)波阻抗TE模TM模其中，η為自由空間對(duì)應(yīng)介質(zhì)的波阻抗TE模和TM模特性總結(jié)

——波導(dǎo)參數(shù)截止波數(shù)截止波長(zhǎng)傳播常數(shù)波導(dǎo)波長(zhǎng)TE模和TM模特性總結(jié)

——波導(dǎo)參數(shù)相速其中，v為波導(dǎo)中介質(zhì)對(duì)應(yīng)的自由空間光速。即群速（能速）且TE模和TM模特性總結(jié)

——傳播特性1）傳播模式每一個(gè)m和n的組合，都是波導(dǎo)中一個(gè)滿足邊界條件的獨(dú)立解，稱為波型或模式。m和n稱為波型指數(shù)。當(dāng)m和n都為0時(shí)，場(chǎng)分量全為0，因此不存在TE00和TM00模式當(dāng)m或n等于時(shí)0，TM模式的場(chǎng)分量都為0，因此，也不存在TM0n或TMM0模式TE模和TM模特性總結(jié)

——傳播特性2）傳播條件當(dāng)k>kc即,λc>λ0，fc<f0。β為實(shí)數(shù),電磁波在波導(dǎo)中傳播只有相位的滯后,沒(méi)有振幅的衰減,波型可以在波導(dǎo)中傳播。當(dāng)k<kc即,當(dāng)λc<λ0，fc>f0時(shí)，β為虛數(shù),電磁波在波導(dǎo)中傳播很快衰減,波型不能在波導(dǎo)中傳播。每種傳播模式在波導(dǎo)中存在的條件都與該模式的截止波長(zhǎng)λc（即與波導(dǎo)的橫截面尺寸）和電磁波的激勵(lì)方式有關(guān)。

TE模和TM模特性總結(jié)3）兼并模在矩形波導(dǎo)中，波指數(shù)相同的TE和TM波的截止頻率相同，可同時(shí)在波導(dǎo)中傳輸，這種具有相同截止波長(zhǎng)的現(xiàn)象稱為波的簡(jiǎn)并，其模式稱為簡(jiǎn)并模。

矩形波導(dǎo)的基?！猅E10?；＃涸趥鬏斁€上截止頻率最低的模式稱為傳輸線的基模，又稱為主模。高次模：高于基模的其他模式，統(tǒng)統(tǒng)稱為高次模。

矩形波導(dǎo)的基模：由于矩形波導(dǎo)有a>b即，TE10模截止頻率最低，為矩形波導(dǎo)的基模。矩形波導(dǎo)的基模—TE10模TE10模的場(chǎng)解矩形波導(dǎo)的基?！猅E10模截止波長(zhǎng)

波導(dǎo)波長(zhǎng)傳播常數(shù)波阻抗相速和群速相速群速矩形波導(dǎo)的基模—TE10模

——TE10模單模存在的頻率范圍基本要求TE10?？梢詡鞑?，其它模式不能傳播（截止）。如果低次模式不能傳播，則高次模式必不能傳播。即或上式?jīng)Q定了波導(dǎo)單模傳輸?shù)念l率范圍，即波導(dǎo)的工作帶寬。矩形波導(dǎo)的基?！猅E10模

——場(chǎng)結(jié)構(gòu)矩形波導(dǎo)的基?！猅E10模

——管壁電流研究管壁電流的意義

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)的分布。

了解和利用管壁電流的分布進(jìn)行設(shè)計(jì)和測(cè)量。

波導(dǎo)的信號(hào)激勵(lì)。波導(dǎo)參數(shù)的測(cè)量。波導(dǎo)器件的設(shè)計(jì)損耗的計(jì)算

矩形波導(dǎo)的基?！猅E10模

——管壁電流管壁電流的求解

TE10模的管壁電流x=0x=ay=0y=b矩形波導(dǎo)的基?！猅E10模

——管壁電流的特點(diǎn)在x=0和x=b的窄壁上，電流只有y分量,電流密度為常數(shù)。在y=0和y=b的寬壁上，電流密度既有z分量，也有x分量，電流密度是x的函數(shù)。波導(dǎo)寬邊的中央，管壁電流只有沿z方向的電流分量。

矩形波導(dǎo)的基?！猅E10模

——功率流和功率損耗功率流功率損耗導(dǎo)體損耗介質(zhì)損耗（小損耗）

矩形波導(dǎo)的基?！猅E10模

——導(dǎo)體損耗的計(jì)算損耗功率Pl導(dǎo)體衰減矩形波導(dǎo)的力線圖了解力線圖的必要性和重要性波導(dǎo)中場(chǎng)的激勵(lì)與耦合。波導(dǎo)電路元件的設(shè)計(jì)。多模器件的設(shè)計(jì)。

矩形波導(dǎo)的力線圖力線圖的表示方法力線的疏密表示場(chǎng)的強(qiáng)弱。力線的方向代表場(chǎng)的方向。實(shí)線代表電力線。虛線代表磁力線。對(duì)于單一傳播模式，橫向電場(chǎng)、橫向磁場(chǎng)和波的傳播方向成右手螺旋關(guān)系。矩形波導(dǎo)的力線圖波指數(shù)與橫向場(chǎng)分布的關(guān)系矩形波導(dǎo)的波指數(shù)m和n分別代表場(chǎng)在x坐標(biāo)和y坐標(biāo)變化的半駐波數(shù)。即m代表在x坐標(biāo)方向場(chǎng)的半駐波數(shù)；n代表在y坐標(biāo)方向場(chǎng)的半駐波數(shù)。矩形波導(dǎo)的力線圖

——矩形波導(dǎo)中的基本模式及其力線圖

TE10模矩形波導(dǎo)的力線圖

——矩形波導(dǎo)中的基本模式及其力線圖TE01模矩形波導(dǎo)的力線圖

——矩形波導(dǎo)中的基本模式及其力線圖TE11模

矩形波導(dǎo)的力線圖

——矩形波導(dǎo)中的基本模式及其力線圖TM11模矩形波導(dǎo)的力線圖

——高次模的力線圖矩形波導(dǎo)中高次模的力線圖可以根據(jù)波指數(shù)的意義，由前面提到的四個(gè)基本模式組合而成。

例：TE20模

矩形波導(dǎo)的力線圖

——高次模的力線圖TE21模矩形波導(dǎo)的力線圖

——高次模的力線圖TM21模矩形波導(dǎo)中高次模的截止模特性截止模：截止模是指?jìng)鞑コ?shù)為純實(shí)數(shù)，在波導(dǎo)中不能傳播的模式。

截止模的傳播特性

截止模在波導(dǎo)中是一個(gè)衰減模式，呈指數(shù)衰減

矩形波導(dǎo)中高次模的截止模特性截止模的波阻抗

TE模

波阻抗呈現(xiàn)感性，磁場(chǎng)能量占優(yōu)。TM模

波導(dǎo)納呈現(xiàn)容性，電場(chǎng)能量占優(yōu)

矩形波導(dǎo)中高次模的截止模特性截止模的能量特征單位長(zhǎng)波導(dǎo)中通過(guò)的平均能量

矩形波導(dǎo)中高次模的截止模特性

——能量特征分析TE模由則又得到矩形波導(dǎo)中高次模的截止模特性

——能量特征分析截止?fàn)顟B(tài)，有

即結(jié)論：截止?fàn)顟B(tài)下，TE模的磁場(chǎng)占優(yōu)。

矩形波導(dǎo)中高次模的截止模特性

——能量特征分析TM模

類似的推導(dǎo)過(guò)程，有結(jié)論TM模式的截止模。電場(chǎng)能量占優(yōu)。截止模的應(yīng)用傳輸線不連續(xù)性性質(zhì)的研究

截止模衰減器3.4圓波導(dǎo)本節(jié)要求：圓波導(dǎo)的場(chǎng)分布表達(dá)式及其導(dǎo)出過(guò)程圓波導(dǎo)的傳播特性（傳播常數(shù)，波阻抗，波導(dǎo)波長(zhǎng)，截止波長(zhǎng)，波速）圓波導(dǎo)的基模和其他主要傳播模式及其應(yīng)用3.4圓波導(dǎo)圓波導(dǎo)及其坐標(biāo)系度量因子

3.4圓波導(dǎo)

——縱向場(chǎng)分量和橫向場(chǎng)分量的關(guān)系

其中3.4圓波導(dǎo)

——縱向場(chǎng)分量的波動(dòng)方程3.4.1TE模

——條件:Ez=0Hz≠0縱向磁場(chǎng)的解:波方程邊界條件:柱坐標(biāo)的分離變量令代入(3.112)式,并整理有

3.4.1TE?！狧z的解由分離變量法的原理，有即由解的唯一性有即注意！！P的解中正弦項(xiàng)和余弦項(xiàng)分別是圓波導(dǎo)中的單獨(dú)解，它們的存在與激勵(lì)有關(guān)。3.4.1TE?！狧z的解R的解：R滿足貝塞爾方程，解是貝塞爾函數(shù)，即其中Jn和Yn分別是n階第一類和第二類貝塞爾函數(shù)。由ρ=0解有限的條件，得D=0。即Hz的通解為：kc的解由得到其中，p’nm是n階貝塞爾函數(shù)的第m個(gè)根3.4.1TE?！獧M向場(chǎng)波阻抗3.4.1TE模

——貝塞爾函數(shù)的導(dǎo)數(shù)的根與圓波導(dǎo)的基模nP’n1P’n2P’n303.8327.01610.17411.8415.3318.53623.0546.7069.970圓波導(dǎo)TE模的p‘nm值

由于p’11值最小，對(duì)應(yīng)于最長(zhǎng)的截止波長(zhǎng)，因此TE11模是圓波導(dǎo)的最低傳播模式，即基模。3.4.1TE模

——基模TE11模的場(chǎng)解3.4.1TE模

——功率流由貝塞爾函數(shù)的積分得到基模TE11模的功率流3.4.1TE模

——導(dǎo)體損耗導(dǎo)體損耗衰減常數(shù)3.4.2TM模

——條件：Hz=0Ez≠0縱向電場(chǎng)的解波方程邊界條件縱向電場(chǎng)pnm是n階貝塞爾函數(shù)的第m個(gè)根3.4.2TM模

—圓波導(dǎo)TM模的pnm值nPn1Pn2Pn302.4055.5208.65413.8327.01610.17425.1358.41711.620傳播常數(shù)截止頻率

TM11模與TE01模有相同的截止頻率，即它們是簡(jiǎn)并的.3.4.2TM模

——橫向場(chǎng)分量與波阻抗波阻抗圓波導(dǎo)中波的傳播特性總結(jié)傳播模式與矩形波導(dǎo)類似，圓波導(dǎo)中也有無(wú)窮多個(gè)滿足邊界條件并可獨(dú)立存在的模式，即波指數(shù)的每一個(gè)組合就是圓波導(dǎo)中滿足邊界條件的一個(gè)解。不存在TE00，TEn0，以及TM00，TMn0模式?。?/p>

波指數(shù)n表示場(chǎng)量沿圓柱坐標(biāo)圓周方向（φ方向）變化的半周期數(shù)。m表示場(chǎng)量沿波導(dǎo)徑向（ρ方向）半駐波數(shù)。簡(jiǎn)并模

極化簡(jiǎn)并n≠0時(shí)存在極化簡(jiǎn)并。模式簡(jiǎn)并波指數(shù)相同的模式不一定是簡(jiǎn)并模。只有kC相同的模式才存在著模式簡(jiǎn)并。如TE01模與TM11模存在著簡(jiǎn)并。圓波導(dǎo)中常用模式的特點(diǎn)和用途TE01模場(chǎng)分布特點(diǎn)電場(chǎng)：只有φ分量，沿圓周方向均勻分布。

磁場(chǎng):無(wú)φ分量，這意味著該模式?jīng)]有縱向電流分量

力線圖

圓波導(dǎo)中常用模式的特點(diǎn)和用途

——TE01模

特點(diǎn)與用途特點(diǎn)

場(chǎng)分布軸向?qū)ΨQ，無(wú)極化簡(jiǎn)并。電場(chǎng)只有圓周分量，圍繞縱向磁場(chǎng)分量形成閉合曲線，又稱為圓電波。電流只沿圓周方向流動(dòng)，無(wú)縱向電流?？梢宰C明，導(dǎo)體損耗隨工作頻率的增加而單調(diào)下降。用途高Q諧振腔。遠(yuǎn)程毫米波波導(dǎo)傳輸。缺點(diǎn)：不是最低模式。圓波導(dǎo)中常用模式的特點(diǎn)和用途

——TE11模特點(diǎn)與應(yīng)用圓波導(dǎo)中的最低模式，即基模。

場(chǎng)分布與矩形波導(dǎo)中的主模TE10模相似，可以很方便的相互轉(zhuǎn)換

場(chǎng)分布為非圓周對(duì)稱，存在極化簡(jiǎn)并

力線圖圓波導(dǎo)中常用模式的特點(diǎn)和用途

——TM01模場(chǎng)分布特點(diǎn)場(chǎng)軸對(duì)稱，沒(méi)有簡(jiǎn)并磁場(chǎng)只有圓周分量，即只有縱向電流，傳輸損耗較大用途電場(chǎng)軸對(duì)稱，常常作為雷達(dá)的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)模式

力線圖3.5同軸線本節(jié)要求明確同軸線的基模是TEM模，沒(méi)有截止頻率同軸線TEM模的場(chǎng)分布特點(diǎn)同軸線高階模的一般解同軸線單模傳輸?shù)念l率范圍3.5.1TEM模場(chǎng)分布場(chǎng)方程邊界條件場(chǎng)解分離變量，令有

3.5.1TEM模TEM模的場(chǎng)解分析：邊界條件與φ無(wú)關(guān)，即n=0則求解有考慮到邊界條件，有3.5.1TEM模電場(chǎng)磁場(chǎng)3.5.1TEM模電流特征阻抗3.5.2高階模研究同軸線高階模的意義TEM模單模傳輸?shù)念l率范圍同軸線不連續(xù)性性質(zhì)的分析3.5.2高階模同軸線的TE模Hz的場(chǎng)方程:邊界條件3.5.2高階模TE模縱向場(chǎng)的解由于ρ=0不在同軸線的區(qū)域,因此D不一定為0!由邊界條件,得到非零解必有解(3.159)可得出Kc值3.5.2高階模TM模Ez的場(chǎng)方程邊界條件3.5.2高階模Ez的解由邊界條件,Kc由下式給出3.5.2高階模同軸線TEM模單模傳輸?shù)念l率范圍頻率低端TEM模沒(méi)有截止頻率頻率高端最低次高階模TE11模。近似解為：TEM模單模傳輸?shù)牟ㄩL(zhǎng)和頻率范圍3.7帶狀線帶狀線的結(jié)構(gòu)和基本要素結(jié)構(gòu)基本要素支撐介質(zhì)的介電常數(shù)ε上下接地板間距b中心導(dǎo)帶寬度W3.7帶狀線帶狀線的特點(diǎn)與用途特點(diǎn)：基模為T(mén)EM模。填充均勻介質(zhì)，不存在色散。也可以存在TE和TM的高次模，即有單模傳輸?shù)念l率上限。可由上下接地板的距離來(lái)控制。主要分析方法（TEM模）采用靜場(chǎng)分析方法保角變換求解電位的拉普拉斯方程用途微波無(wú)源集成電路。特別適合多層微波集成的中間層。3.7.1傳播常數(shù)、特征阻抗和衰減的公式

——帶狀