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第五章微波传输线 见书P154页 规则金属波导 金属波导即封闭的空心金属波导管。早在1933年人们就在实验中发现空心金属管可以用来传输能量。金属波导是厘米波段最常用的传输线，包括矩形波导、圆形波导和同轴波导（通常称为同轴线）。所谓“规则波导”是指无限长直波导，其截面形状和尺寸、波导管壁的结构以及波导内媒质分布情况沿其轴线方向（纵向）都是不变的。这种规则波导的基本理论问题主要包括两部分，即波导中的模式及其场结构问题（即所谓横向问题）与这些模式沿波导轴向传输的基本特性问题（即所谓纵向问题）。 2.相速度和群速度 相速度：导模等电位面移动的速度 （ 常数） G：为波导因子或色散因子 v：电磁波传播速度 群速度：波包络移动速度，它代表信号传播速度 部分TM波型的 及 的值 波型 波型 TM01 2.405 2.61a TM31 6.379 0.984a TM11 3.832 1.64a TM12 7.016 0.90a TM21 5.135 1.22a TM22 8.417 0.75a TM02 5.520 1.14a TM03 8.654 0.72a 2、圆波导的传输特性 与矩形波导相同，圆波导的传输条件也为λλc根据上述推导，圆波导的截止波长λc为： 对TM波：λc=2πa/μmn ,kc=2π/λc=μmn /a TE010模有个突出的特点，那就是由于它没有纵向管壁电流，所以当传输功率一定时，随着频率的升高，其功率损耗反而单调下降，这一特点使TE010模适用于用作高Q谐振腔的工作模式和远距离毫米波波导传输。但TE010模不是主模，因此使用时需要设法抑制其它模。 5.4.3 同轴线的尺寸选择 原则：1.2.3 由式（5.96）可以得到工作波长与同轴线尺寸的关系为 ２.　获得最小的导体损耗衰减 ３.　获得最大的功率容量 5.5 带状线 5.5.1 特性阻抗 1.宽导体带情况 W/(b-t)0.35 （5.97） （5.98） 2.　窄导体带情况W/(b-t)0.35 （5.99） 　 5.5.2 带状线的损耗和衰减 总的衰减常数为 （5.100） （5.101） （5.102） 　 5.5.3 带状线的尺寸选择 １.芯线宽度Ｗ （5.103） ２.　接地板间距b （5.104） 5.6 微带线 5.6.1 微带线的模式 1. 微带线的主模—准TEM模 （5.106） 即当εr1时，式（5.106）右侧不等于0，因此等式左侧的纵向磁场分量也不等于0。 （5.107） 即当εr1时，由式（5.107）右侧不等于0可得等式左侧的纵向电场分量也不等于0。 2. 微带线的高次模 （5.108） （5.109） 5.6.2 微带线的传输特性 （5.111） （5.112） （5.114） 式中 5.6.3 微带线的损耗与衰 （5.115） 式中,　　为导体损耗，　为介质损耗。 （5.113） 这种结构可以降低导体损耗。图（D）的传输波不是集中在 中，而是集中在导波层 中。 ,而介质带 存在将使场限制在波导中心区域附近。图（F）是一种光传输线，它由折射率相近的两种介质构成，既由圆柱芯和敷层构成。根据表面波特性，当敷层足够厚时，敷层外表面的场可以忽略不计，因此分析其特性时，可视为圆柱形介质波导，这种波导具有频带宽、损耗小、传输容量大、必威体育官网网址性好等优点，在光通信中有广泛的应用。 分析介质波导有两种方法：1种是折线法，另一种是波动理论法。前一种方法是电磁场理论中已叙述，我们采用是波动理论法。本节仅以圆柱形介质波导为例，讨论介质波导中的传输波型及传输特性。 1.圆柱形介质波导中的场方程 圆柱形介质波导的结构如书157页图5.2-7所示，设波导内的介质参数为