




版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领
文档简介
1Review1.GeneralWaveBehaviorsalongUniformGuidingStructures23Maintopic1.RectangularWaveguides
41.RectangularWaveguides
Selecttherectangularcoordinatesystemandletthebroadsidebeplacedalongthe
x-axis,thenarrowsidealongthe
y-axis,andthepropagatingdirectionbealongthez-axis.azyxb,ForTMwaves,Hz=0
,andaccordingtothe
methodoflongitudinalfields,thecomponent
Ez
should
first
besolved,andfromwhichtheothercomponentscanbederived.
The
z-componentoftheelectricfieldintensitycanbewrittenas1.1TMwaves5ItsatisfiesthefollowingscalarHelmholtzequation,i.e.Inordertosolvetheaboveequation,themethodof
separationofvariables
isused.LetWeobtainwhereX"
denotes
thesecond
derivativeof
X
withrespectto
x,and
Y"
denotes
thesecond
derivativeof
Y
withrespectto
y.6The
onlyway
theequationcanbesatisfiedisthatbothtermsontheleftsideare
constants.
Nowlet
wherekx
and
ky
arecalledthe
separationconstants,andtheycanbefoundbyusingtheboundaryconditions.Obviously7wherealltheconstants
C1,C2,C3,C4,and
kx,ky,dependontheboundaryconditions.Thetwoequationsaresecondorderordinarydifferentialequations,andthegeneralsolutions,arerespectively
The
z-componentoftheelectricfieldintensitycanbewrittenasBoundaryconditions:azyxb,89Andallthefieldcomponentsarewhere10Thecutoffofaparticularmodeistheconditionthatmakesvanish.FortheTMmnmodethecutofffrequencyisAlternatively,wemaywriteWherecisthecutoffwavelength.
11
1,电磁波的相位仅与变量z有关,而振幅与x,y
有关。因此,在Z方向上为行波,在X及Y
方向上形成驻波。
2,z
等于常数的平面为波面。但振辐与x,y有关,因此上述TM波为非均匀的平面波;
3,当m
或n
为零时,上述各个分量均为零,因此m及n
应为非零的整数。m及n具有明显的物理意义,m为宽壁上的半个驻波的数目,n为窄壁上半个驻波的数目。
4,由于m及n为多值,因此场结构均具有多种模式。m及n的每一种组合构成一种模式,以TMmn表示。例如TM11表示m=1,n=1的场结构,具有这种场结构的波称为TM11波。5,数值大的m及n模式称为高次模,数值小的称为低次模。由于m及n均不为零,故矩形波导中TM波的最低模式是TM11波。12
Selecttherectangularcoordinatesystemandletthebroadsidebeplacedalongthe
x-axis,thenarrowsidealongthe
y-axis,andthepropagatingdirectionbealongthez-axis.azyxb,ForTEwaves,Ez=0
,andaccordingtothe
methodoflongitudinalfields,thecomponent
Hz
should
first
besolved,andfromwhichtheothercomponentscanbederived.
The
z-componentofthemagneticfieldintensitycanbewrittenas1.2TEwaves13ItsatisfiesthefollowingscalarHelmholtzequation,i.e.Inordertosolvetheaboveequation,themethodof
separationofvariables
isused.LetWeobtainwhereX"
denotes
thesecond
derivativeof
X
withrespectto
x,and
Y"
denotes
thesecond
derivativeof
Y
withrespectto
y.14
Similarly,wecanderiveallthecomponentsofa
TEwave
intherectangularwaveguide,asgivenbywhere,butbothshouldnotbezero
atthesametime.Boundaryconditions:15Thecutoffofaparticularmodeistheconditionthatmakes
vanish.FortheTEmnmodethecutofffrequencyisAltermatively,wemaywriteWherecisthecutoffwavelength.
TEwavehasthe
multi-mode
characteristicsasthe
TM
wave.
The
lowest
ordermodeofTEwaveisthe
TE01
orTE10
wave.16Example.Theinsideofarectangularmetalwaveguideisvacuum,andthecross-sectionis
25mm10mm.Whatmodes
canbetransmittedifanelectromagneticwaveoffrequencyentersthewaveguide?Willthemodesbechangedifthewaveguideisfilledwithaperfect
dielectric
ofrelativepermittivity?
Solution:
Duetotheinsideisvacuum,theoperatingwavelengthis
andthecutoffwavelengthis
Thenthecutoffwavelengthof
TE10
waveis,thatof
TE20
waveis,andthatof
TE01
waveis.Thecutoffwavelengthofthehighermodeswillbeevenshorter.Inviewofthis,only
TE10
wavecanbetransmittedinthiswaveguide.17
Ifthewaveguideisfilledwitha
perfectdielectric
of,thentheoperatingwavelengthisHence,
TE10
and
TE20
wavescanbetransmitted,andsomeothermodes
TE01,TE30,TE11,TM11,TE21,TM21
canexist.181.3TE10WaveinRectangularWaveguides
Let,wefindThecorresponding
instantaneous
valuesareAnd.19Let
m=1,n=0,wefindthecutoffwavelengthof
TE10
modeas
Itmeansthatthecutoffwavelengthofthe
TE10
waveisindependentofthe
narrow
side.The
phasevelocity
andthe
guidewavelength
canbefoundasthe
energyvelocity
as20
Example.
Arectangularwave-guideisfilledwithdielectric(perfect)medium(r=1,r=9),.andoperatesatafrequency3GHz.Ifthedimensionsofthewave-guideis
a=2cmandb=1cmSolution:Showthatthecanpropagateatthisfrequency
m/s
Sothecanpropagateatthisfrequencyinthewaveguide.21(2)Determinephaseconstant:
rad/m
(3)Determinewaveimpedance22
温馨提示
- 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
- 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
- 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
- 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
- 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
- 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
最新文档
- 2025年青海省安全员-B证考试题库及答案
- 2025-2030年中国电热水器产业市场发展前景与投资趋势分析报告
- 长春工业大学人文信息学院《BM安装工程计量》2023-2024学年第二学期期末试卷
- 南昌理工学院《现代控制》2023-2024学年第二学期期末试卷
- 昆明幼儿师范高等专科学校《金融学前沿动态》2023-2024学年第二学期期末试卷
- 信阳农林学院《台港暨海外华文文学研究》2023-2024学年第二学期期末试卷
- 西安体育学院《大数据机器学习》2023-2024学年第二学期期末试卷
- 潍坊工商职业学院《机器学习实验》2023-2024学年第二学期期末试卷
- 广东信息工程职业学院《UML及形式化建模》2023-2024学年第二学期期末试卷
- 山西旅游职业学院《化工原理(Ⅰ)》2023-2024学年第二学期期末试卷
- 生产设备更新和技术改造项目资金申请报告-超长期国债
- 江西省“振兴杯”信息通信网络运行管理员竞赛考试题库-上(单选题)
- DLT 5756-2017 额定电压35kV(Um=40.5kV)及以下冷缩式电缆附件安装规程
- 循环伏安法 课件
- 2023高考数学艺考生一轮复习讲义(学生版)
- 2024年江苏经贸职业技术学院单招职业适应性测试题库含答案
- 冀教版五年级数学下册全册课件【完整版】
- 2024年连云港专业技术人员继续教育《饮食、运动和健康的关系》92分(试卷)
- 《短视频拍摄与制作》课件-2短视频前期创意
- 八年级上册物理期末考试试题附答案(人教版)
- 关注听力健康知识讲座
评论
0/150
提交评论