电磁波导

✍ dations ◷ 2025-12-01 21:14:38 #电磁学,振动和波

在电磁学和通信工程中,波导这个词可以指在它的端点间传递电磁波的任何线性结构。但最初和最常见的意思是指用来传输无线电波的空心金属管。这种波导主要用作微波频率的传输线,在微波炉、雷达、通讯卫星和微波无线电链路设备中用来将微波发送器和接收机与它们的天线连接起来。

介质波导采用固体介质杆而不是空心管。光导纤维是在光频率工作下的介质波导。微带(英语:microstrip)、共面波导、带状线(英语:stripline)或同轴电缆等传输线也可以认为是波导。

金属管波导中的电磁波可以想象为沿Z字形路径在波导中行进,在波导的壁之间来回反射。对于矩形波导的特殊情况,可以立足于这种观点的精确分析。在介质波导中的传播也可以同样的方式看待,波被电介质表面的全内反射限制在电介质的内部。一些结构,如无辐射介质波导和高保线(英语:Goubau line),使用金属壁和电介质表面来限制波。

1893年J.J.汤姆森第一个提出波导的概念。1894年O.J.洛奇第一个用实验证明了波导。1897年罗德·瑞利第一个完成了在空心金属圆柱形波导中传播模式的数学分析。(McLachan, 1947.)

对波导的分析需要通过求解麦克斯韦方程组,或其推导形式,即电磁波动方程,再加上由材料及其界面性质所决定的边界条件。这组方程有多个解。每个解也叫做一个模,也就是本征方程组。因此每个模的特性由其本征值决定,而本征值与波在波导中轴传播速度有关。波导传播的模取决于波长,偏振(极化),及波导的形状与大小。在空心金属波导中,对于矩形波导,基本模是transverse electric(横电波) TE1,0模;对于圆形波导,基本模是TE1,1


矩形空心金属波导TE1,0模.

圆形空心金属波导TE1,1模.

微波电路中用以传输信号的材料。

相关

  • 埃德蒙·比彻·威尔逊埃德蒙·比彻·威尔逊(Edmund Beecher Wilson,1856年10月19日-1939年3月3日)是一位美国动物学家、遗传学家。他写就的《细胞》(The Cell)一书是现代生物学上里程碑式的教科书之一
  • 亚寒带针叶林气候副极地气候(subpolar climate),又名副极地大陆性气候、亚寒带气候(Subarctic climate)、亚寒带针叶林气候或雪林气候、极北气候(boreal climate),是一种主要分布在北纬50ºN至65ºN
  • 鸡冠刺桐鸡冠刺桐,又称赛波树(Ceibo),是豆科刺桐属的小乔木。原产地为南美洲的阿根廷、乌拉圭、巴西与巴拉圭,现作为行道树广为种植。鸡冠刺桐同时是阿根廷和乌拉圭的国花,以及美国洛杉矶
  • 水力资源水力资源,是由水流体含有的能量天然资源,转化为人类利用的能源,例如水力发电。自古以来,人类就使用各种形式的水车等工具利用水利资源里的可再生能源,进行农田灌溉和各种机械装置
  • 邑部邑部,为汉字索引中的部首之一,康熙字典214个部首中的第一百六十三个(七划的则为第十七个)。就繁体和简体中文中,邑部归于七划部首。邑部只以右方为部字,俗称“右耳旁”或“右耳刀
  • 杭皇后杭皇后(?-1456年),明景帝(明代宗)朱祁钰第二任皇后,怀献太子朱见济生母,杭昱之女。杭氏原为郕王朱祁钰登基前的侧室,在1448年生下朱祁钰唯一的儿子朱见济。明英宗土木堡之变被瓦剌领袖
  • 枝竹枝竹是腐竹的一种,把豆浆煮滚,待豆浆面层凝结成薄膜,以竹枝挑起,最先挑起的一层皮通常会挂起成条状,之后平放晒干,称为枝竹,口感最滑。
  • 手带手带是一种由硅胶制成,佩带在前臂的饰物. 这种手带通常会印有英文字句或词语及被染成多种鲜艳的颜色.大部分的运动手带都没有任何实际用途,只是一种潮流饰物. 这种手带上的英
  • 槟城州城镇列表下表列出了马来西亚槟城州的地名,包括城镇、花园住宅区及特定区域。关于乔治市街道的名称,请参见乔治市街道名称列表。
  • 易卜拉欣·布巴卡尔·凯塔易卜拉欣·布巴卡尔·凯塔(法语:Ibrahim Boubacar Keïta,1945年1月29日-),马里政治家,曾任马里总理和马里总统。2020年6月5日以来,马里爆发抗议活动,抗议者对马里北部冲突、政府腐败