微波技术基础—第11次课A——习题课ppt课件

第一章课题是，如果将1，1.1正向传播的波导设为和，证明最好是反向传播的波导，那么，或者，2，3，1.2证明：波导的横向磁场与纵向电场，磁场的关系为：4，5，6，7，1.3证明：分散波的能量速度ven与群速度VG的关系利用8、9、1.4式1.4-171.4-22，单位长度的波导中的TEM波、TE波、TM波的电能的时平均值等于该磁能的时平均值。 波导能量10、波导能量在无损波导系统中具有传播波的电能时平均值与磁能时平均值相等的重要特性。 在此以金属缸波导为例证明这一特性。 图1.4-1示出了长度为l的无损耗金属圆柱形波导，其中s表示闭合平面，即。 在此，将多个坡印矢量的定理用于上述金属圆柱波导。 在图1.4-1的无损金属圆柱波导11、和体积v中的复功率方程式的左边缘上的两个积分具有相同的符号。12、13、14、15、1.7、场分量、16、传播特性、遮断特性群速度、相速度、波导波长、色散、17、TE、TM波遮断场特性、18、19、第二章作业、2.1同轴线上的场延伸方向单位矢量的变化规则e呈放射状圆对称，与r方向和r成反比例地变化，在方向不变化， 在z方向上馀弦变化的h是包围内导体的同心圆，在r方向上与r成反比例地变化，在方向上不变化，在z方向上变化为馀弦，20、2.2同轴线的特性阻抗、同轴线的特性阻抗是存在于同轴线上的电压波u与电流波I之比，与电介质和波导的尺寸有关。 TEM的波阻抗的不同在于，波阻抗是电场与磁场振幅之比，只有填充的介质相关联。 两者之间有因素。 这个因子是波导尺寸的函数。 21、2.5te波的横向与纵向关系被应用以查找具有图案分布图22、2.8的单模式工作区，在23、2.9、24、2.11和TEmn模式中的m表示场沿波导的宽边a变化的正弦或馀弦半驻波的数量，其中n表示场在波导的窄边上TMmn模式场沿着a边有m个TE11模式场构造单元，沿着b边构成有n个TE11模式场构造单元。TE10、TE11、TM11三种类型的场结构，分别为25、2.12、27、2.13，磁场与电流的分布关系正交，第28、2.16、29、2.18、P52页，第1行。 第二行，TE01是TE01、30、2.22圆波导中三个常用模式的特征之一) TE01模式的特征与应用(1)场分量仅为Hz、Hr、E的m=0，场结构简单且圆周对称地分布。 无极化简，TM11简。 (2)圆波导内壁的切线磁场只有Hz成分。 因此，壁电流仅为J分量，波导上的模隙对波导的中间滤波器的影响小。 (3)由于导体损耗引起的衰减常数随着频率的增加而降低，(31， ) TE11模式的特征以及TE11模式的应用是圆波导中的主模式，存在5个场分量，并且相对复杂。 TE11模式的缺点是偏振波收缩，波导中的电场的偏振方向变得不稳定。 另外，32、2.22、1)TM01模式的特征和应用(1)TM01模式与TE01模式对应，有3个场分量Ez、Er和h，场结构也呈圆周对称分布，未被简化，没有电流Jz方向。 (2)由于TM01模式的电场Ez分量集中在波导的轴线及其附近，能够有效地与在轴向上移动的电子进行能量交换，因此TM01模式及其变形常用于某些微波管和直线加速器的谐振器中。 33，2.24，与具有相同截面尺寸的矩形波导相比，脊形波导具有1 )工作带宽。 主模式的截止波长变大了。 在此，TE20模式电场为零或其以下。 棱线对第2高次模式TE20模式时的影响小，截止波的变化不大。 因此，脊形波导的单模带宽显着增加。 2 )在相同的工作频率的情况下，脊形波导的尺寸小于矩形波导的尺寸。 3 .等效特性阻抗低于矩形波导，因此脊形波导经常被用作高阻抗矩形波导、低阻抗同轴线以及微带线的过渡装置。 4 .脊形波导的功率容量低于矩形波导的功率容量，并且衰减量大于矩形波导的功率容量。 因此，主要用作传输功率较少的宽带部件。 34 .分析扇形波导和扇形波导的方法与分析圆形波导的方法完全类似，但是m不是正整数，而是由=0和=的边界条件确定的。1 )在主模式为c=5.41a的情况下，1)=2的扇形波导远大于圆形波导的主模式中的截止波长。 2)=的半圆扇形波导，其主模式是TE11模式。 在TE21模式中，当截止波长=2.057a时，第一高阶模式的截止波长短于圆形波导的第一高阶模式TM01的截止波长=2.61a，即，半圆形波导的主模式的操作带宽变得宽于圆形波导的主模式的操作带宽。 然而，半圆波导的主模衰减比圆波导略大，功率容量下降了一半。 35、椭圆波导、椭圆波导是截面椭圆形金属圆柱波导椭圆坐标系。 该通解中的横向分布函数是奇偶校验损耗函数的组合。 四种模式(即偶数TE波和奇数TE波、偶数TM波和奇数TM波)分别表示为TEemn模式、TEomn模式、TMemn模式