《波导管壁电流》PPT课件.ppt

微波技术与天线微波技术与天线波导壁电流波导壁电流目录1 12 23 34 4矩形金属波导矩形金属波导矩形金属波导在主模矩形金属波导在主模TE10模下电磁场模下电磁场管壁电流分布管壁电流分布开槽问题开槽问题矩形金属波导矩形金属波导 由金属材料制成的、矩形截面的、由金属材料制成的、矩形截面的、内充空气介质的规则金属波导的统称。内充空气介质的规则金属波导的统称。结构简单，机械强度大，其封闭的结构结构简单，机械强度大，其封闭的结构可以避免外界干扰和辐射损耗，又因为可以避免外界干扰和辐射损耗，又因为它无内导体，所以导体损耗低，功率容它无内导体，所以导体损耗低，功率容量大。量大。目前的大功率的微波系统中常采用矩目前的大功率的微波系统中常采用矩形波导作为传输线和构成微波元器件。形波导作为传输线和构成微波元器件。TE TE1010模式场表达式模式场表达式Ey 沿x方向呈正弦驻波分布 沿y 方向不变 沿z方向为行波矩形波导管壁电流1、定义：当波导内传输电磁波时，波导内壁上将会感应高频电流，称为壁电流。2、研究管壁电流的意义：壁电流与场结构密切相关，场结构决定管壁电流的分布，反过来，管壁电流也决定场结构的分布。对于波导的激励、波导参数的测量以及波导器件的设计都需要了解和利用管壁电流的分布。管壁电流的求解：（1）n为波导内壁面的法线方向单位矢量Hi为波导内壁面上切线方向磁场TE10模的磁场表达式：（2）管壁电流的分布由（1）式知，只要知道波导表面切向磁场的分布，就可得出管壁电流分布，通过对各个方向电流的求解，分析出与TE10模相对应的波导内壁上一瞬间的壁电流分布形态。在X=0的侧壁上在X=a的侧壁上 窄壁面 结论：在X0和Xa的窄壁上，电流只有y分量，电流密度为常数。在y=0的下壁面上与Hx对应的Js为:与Hz对应的Js为:宽壁面在y=b的上壁面上与Hx对应的Js为:与Hz对应的Js为:宽壁上面结论：在y0和yb的宽壁上管壁电流相反，电流密度既有z分量，也有x分量，电流密度是x的函数根据对各个方向管壁电流值得分析得出如下管壁电流分布形态图对于不同的传输模式，都有其各自对应的壁电流分布。从所画出的TE10模电流的分布形态可以看出，波导内壁面上的电流似乎在流入流出位置上发生中断，实际上它是靠着相对壁面间的位移电流连续的。开槽问题若窄缝是沿电流取向，它将不会影响或极少影响场强的分布；若窄缝是沿电流取向，它将不会影响或极少影响场强的分布；若窄缝切断了管壁电流，则场型将被扰乱，其结果将会引起辐若窄缝切断了管壁电流，则场型将被扰乱，其结果将会引起辐射和管内波的反射等现象。射和管内波的反射等现象。辐射性槽辐射性槽非辐射性槽非辐射性槽非辐射性槽非辐射性槽非辐射性槽非辐射性槽非辐射性槽非辐射性槽