导行波的概念

(1) 导行波的概念： 由传输线所引导的，能沿一定方向传播的电磁波称为“导行波”。导行波的电场 E 或磁场 H 都是 x、y、z 三个方向的函数。导行波可分成以下三种类型： (A) 横电磁波（TEM 波）： TEM 波的特征是：电场 E 和磁场 H 均无纵向分量，亦即：0 , 0zzHE。电场 E 和磁场 H，都是纯横向的。 TEM 波沿传输方向的分量为零。所以，这种波是无法在波导中传播的。 (B) 横电波（TE 波）： TE 波即是横电波或称为“磁波”（H 波），其特征是0zE,而0zH。亦即：电场 E 是纯横向的，而磁场 H 则具有纵向分量。 (C) 横磁波（TM 波）： TM 波即是横磁波或称为“电波”(E 波)，其特征是0zH，而0zE。亦即：磁场 H 是纯横向的，而电场 E 则具有纵向分量。 TE 波和 TM 波均为“色散波”。矩形波导中，既能传输mnTE波，又能传输mnTM波（其中 m 代表电场或磁场在 x 方向半周变化的次数，n 代表电场或磁场在 y 方向半周变化的次数 )。 (2) 色散波的特点： 由于 TE 波及 TM 波与 TEM 波的性质不同。色散波就有其自身的特点： (a) 临界波长c ： 矩形波导中传播的色散波，都有一定的“临界波长”。只有当自由空间的波长 小于临界波长c 时，电磁波才能在矩形波导中得到传播。mnTE波或mnTM波的临界波长公式为： 222bnamc (6-2-1) (b)波导波长g 和相速V、群速Vc： 色散波在波导中的波长用g 表示。波导内由入射波与反射波叠加而成的合成波，其相平面传播的速度称为相速V 。群速cV 是表示能量沿波导纵向传播的速度，其关系为2cVVc 。因为，波导中电磁波是成“之”字形并以光速传播的。所以，波导波长g 将大于自由空间的波长 。同时，相速V 也大于光速C。它们之间的相互关系为： 21cg (6-2-2) 21cgcfV (6-2-3) 图 6-2-1 示出了电磁波在波导中传播的方向。 (3) 反射系数和驻波比： 波导终端接入负载后，由于负载性质的不同，电磁波就将在终端产生不同程度的反射。如用Zc表示传输线的特性阻抗，用ZL 表示负载阻抗。则反射系数为： LCLCjZZZZe (6-2-4) 可见，反射系数是个复数。当特性阻抗cZ与负载阻抗LZ相等（即接入匹配负载）时： 0 ,入射波全部被负载吸收而无反射。 EHyxzEHHEabn 图 6-2-1 平面波的传...