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《电磁场与电磁波》听课笔记:26

                         TM波和TE波导中的传播条件可表示为k>kc或f>fc或λ<λc        这是因为γ=jβ=j√(k2-kc2)=

                  jk√(1-(λ/λc)2)        在波导内,电磁波沿传播方向上相位相差2π的两点之间的距离定义为波导波长,

                 记为λg,故得λg=2π/β=λ/√(1-(fc/f)2)或λg=λ/√(1-(λ/λc)2)        式中λ=2π/k=1/(f√(με))(无界空间中的波长)

                 波导中的相速Up=ω/β=U/√(1-(fc/f)2)或Up=U/√(1-(λ/λc)2)       U=1/√(με)(无界空间中的相速)

                         TM波的阻抗,应用Hz=0的条件,得:ZTM=Ex/Hy=γ/jωε=η√(1-(fc/f)2)或ZTM= η√(1-(λ/λc)2),         

                 η=√(μ/ε)(无界空间的波阻抗)       

                         TE波的阻抗,应用Ez=0的条件,得:ZTE=Ex/Hy=jωμ/γ=η/√(1-(fc/f)2)或ZTE=η/√(1-(λ/λc)2)

          5.2  矩形波导

                           波导的横截面为矩形,宽边尺寸为a,窄边尺寸为b,材料为良导体(铜,内表面镀银,

                  可视其为理想导体),内为空气或填充介质。矩形波导内不可能存在TEM波。矩形波导的

                  传播模式是TM波和TE波。

          一.   矩形波导中的TM波

                           设波的传播方向为+Z轴方向,TM波的磁场纵向分量Hz=0,故可通过求解Ez的亥姆霍兹

                   方程并利用矩形波导的边界条件得到Ez,进而得出其全场分量。TM波的Hz=0,Ez的亥姆霍兹

                   方程为:▽2Ez+k2Ez=0        设Ez(x,y,z)=Ez(x,y)e-γz 

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