- 电磁场与微波技术课程 - 回顾矩形波导内容 - 矩形波导为空心金属管 - 低辐射、高传输功率 - 适合传输厘米波或毫米波 - 波导假设无限长,置于直角坐标系 - 横截面为矩形,长边A,窄边B - 场解分为TM模式和TE模式 - TM模式纵向分量为电场 - TE模式纵向分量为磁场 - 模式用下标M和N表示 - TM模式中M和N不能为0 - TE模式中M和N可从0开始,但不能同时为0 - 新知识点:场结构图 - 场分布考察以TE模态为例 - M=1,N=0代入表达式 - 带箭头实线为电力线,虚线为磁力线 - 电场仅Y方向分量 - X方向变化规律类似半个正弦函数 - 中间最大,两端最小 - 磁场有X和Z方向分量 - X方向分量性质与电场类似 - Z方向分量由余弦函数表示 - 相位差导致闭合线圈形状 - 场结构图特点 - 电力线和磁力线不可交叉 - 电力线与导体表面垂直,磁力线平行 - 电力线可环绕时变磁场形成闭合或非闭合曲线 - 磁力线总是环绕电流形成闭合曲线 - 电力线与磁力线相互正交,依从Poynting矢量关系 - 模式判断方法 - 纵向分量为电场为TM模式,为磁场为TE模式 - 下标M和N表示宽边和窄边半波个数 - 示例分析 - TE120模式:宽边两个半波,窄边无半波 - TE01模式:宽边无半波,窄边一个半波 - TE11模式:宽边和窄边各一个半波 - TM11模式:宽边和窄边各一个半主波,纵向分量为电力线 - 应用与展望 - 场分布知识用于分析电流分布 - 改造波导实现电磁波辐射 - 应用包括缝隙波导天线、天线阵、雷达等 - 小结 - 场结构图分为TE和TM模式 - M和N分别表示宽边和窄边半主波个数 - 场结构图有助于工程设计