矩形波导TE10波II.PPTVIP

四、TE10波衰减 其中，dP=-dPL 另一方面 (13-12) 所以得到 (13-13) * * 第13章 矩形波导TE10波(Ⅱ ) TE10 Mode in Rectangular Waveguide (Ⅱ ) 我们先回顾一下矩形波导产生的思想过程。 低频传输线的能量主要封闭在导线内部。随着频率的提高，能量开放在导线之间的空间(Space)。这是由封闭→开放的第一过程。 随着频率的进一步提高，开放空间受干扰，影响太大。又开始用枝节再一次封闭起来，使能量在内部传输。这是由开放→封闭的第二过程，它是对第一次的否定。但是这一次所封闭的不是导线内部，而是空间内部。 这种做法使微波能量既在空间传输，又是封闭的。 低频—封闭的导线 微波低端—开放空间 高端—封闭空间 图 13-1 TE10波主要特性 TE10波主要特性 场结构 图13-2 TE10波主要特性 一、TE10波的另一种表示 我们在上面给出的TE10波表达式，是以Hz为领矢矢量的。然而，在实用上也常有用Ey作领矢矢量，即设 利用Maxwell方程 (13-1) 一、TE10波的另一种表示 于是最终得到 很明显， (13-2) 二、TE10波的功率和容量 根据电磁场理论 (13-3) 其中 是Poynting矢量。 二、TE10波的功率和容量 图 13-3 计算功率时的面积元 二、TE10波的功率和容量 (13-4) 二、TE10波的功率和容量 空气波导 非磁介质波导 请注意：对非磁介质波导， 表示介质中的波长。 二、TE10波的功率和容量 在实际工程中有个功率容量问题，E0不能超过击穿场强Emax，所以 (13-5) 【讨论】(1)功率容量Pmax与波导面积ab成正比。所以，低频雷达功率容量大，此外，同样的情况波导比同轴线功率容量大。 二、TE10波的功率和容量 很明显，x愈接近1则功率容量愈低，且x0.5会出现其它模式。 (2)Pmax与 有关 设 图13-4 (13-6) 二、TE10波的功率和容量 目前的雷达战中，对提高峰值功率容量极为重视。因为在一定意义上，功率就是作用距离，所以增加传输线功率容量相当重要。 气体击空的实质是场拉出游离电子在撞到气体分子之前已具有足够的动能，再次打出电子，形成连锁反应，以致击穿。如果在概念上，我们加大气体密度，就不会出现很大动能的电子，所以加大气压和降低温度是增加耐压功率的常用办法。 实验表明：对于空气耐功率近似与气压的5/4次方成正比，而与绝对温度成反比。绝对湿度每增加2.5克/米3，耐功率下降6%。 二、TE10波的功率和容量 在工程中常见的气体是SF6和cd2F2。 不同气体，不同气压时耐功率实验结果(相对值) 大气压 1.5 1.5 2.0 3.0 4.0 充空气(干) 1.0 1.7 2.4 4.0 5.7 充SF6 (干) 4.1 9.0 16.0 21.5 / 二、TE10波的功率和容量 不同温度时的饱和不汽密度 温度℃ 0° 10° 20° 30° 40° 50° 饱和不汽密度 克/米3 4.84 9.4 17.3 30.3 51.2 83.0 二、TE10波的功率和容量 上面所讨论的认为系统传输行波，倘若传输驻波则耐功率还会降低。如果令Pmax是驻波比为ρ时的入射功率，则 (13-7) 一般地说，驻波系数影响安全系数，只要打四倍余地完全足够。 此外，在传输过程中尖端棱角是最容易发生打火击穿的地方，在高功率运用时一定要注意去掉毛刺。 二、TE10波的功率和容量 图 13-5 尖端效应影响耐功率 三、TE10波内壁电流 在电磁理论中已经讲过波导管壁的传导电流分布是由管内磁场的切向分量所决定。 (13-8) 图 13-6 波导管内壁电流 三、TE10波内壁电流 管壁电流 处于波导内壁(因为有Skin Effect)； 大小等于 ； 方向由 决定。 三、TE10波内壁电流 三、T