微波技术与天线”课程学习资料0⑶—-x-31第 3 章规则波导和空腔谐振器3.1 什么是规则波导？它对实际的波导有哪些简化？答规则波导是对实际波导的简化。简化条件是：（1）波导壁为理想导体表面（0=2）;从而可以利用理想导体边界条件；（2）波导被均匀填充（£、卩为常量）；从而可利用最简单的波动方程;（3）波导内无自由电荷（P=0）和传导电流（J=0）；从而可利用最简单的齐次波动方程；（4）波导沿纵向无限长，且截面形状不变。从而可利用纵向场法。3.2 纵向场法的主要步骤是什么？以矩形波导为例说明它对问题的分析过程有哪些简化？答纵向场法的主要步骤是：（1）写出纵向场方程和边界条件（边值问题），（2）运用分离变量法求纵向场方程的通解，（3）利用边界条件求纵向场方程的特解，（4）导出横向场与纵向场的关系，从而写出波导的一般解，（5）讨论波导中场的特性。运用纵向场法只需解 1 个标量波动方程，从而避免了解 5 个标量波动方程。3.3 什么是波导内的波型（模式）？它们是怎样分类和表示的？各符号代表什么物理意义？答运用纵向场法得到的解称为波导内的波型（模式）。分为横电模和横磁模两大类，表示为 TEmn模和 TMmn 模，其中 TE 表示横电模，即 E=0，TM 表示横磁模，即 H=0。m 表示场沿波导截面zz宽边分布的半波数；n 表示场沿波导截面窄边分布的半波数。3.4 矩形波导存在哪三种状态？其导行条件是什么？答矩形波导存在三种状态，见表 3-1-1。导行条件是3.5 从方程 VxE=-j 和 VxH=jweE 出发，推导矩形波导中 TE 波的横向分量与纵向分量的关系式（3-1-25）。解对 TE 波，有 E=0。由 VxE=—jwpH 和 VxH=jweE、z—（—jB）H=jweEdyyx（—jB）H-z—jweExdxy九第 3 章规则波导和空腔谐振器32QHQHQyQx33依题意，九=6cm，a=7.214cm，b=3.404cm当 m=1,n=1 时得 6<=6.1570a2+b22ab当 m=1,n=2 时得 6〉2 — >3.3130；当 m=2,n=0 时得 6
