在现代装饰设计中，波导线使用频率非常高，无论是家居环境、办公场所还是商场中都能见到。不过，也有很多朋友还是第一次听说这个名词。所以，波导线是啥呀？
一、什么是波导线？
1、波导线是一种瓷砖产品，主要是镀金和微晶平面两种。它选用的颜色一般较深，上面会有比较复杂的图案设计。波导线的外形和用来铺设地板和墙壁的砖石产品区别很明显，能够起分割功能区、加强视觉层次感的作用。
2、波导线一般是安装在客厅或大厅地面上，也可以安装在背景墙上。经过波导线的装饰，能够让房间整体效果显得更有艺术韵味。而且使用了波导线之后，还能调节地砖和墙砖规格，达到节省原理的效果。也能让施工变得更容易。
3、波导线又叫波导线，主要用在瓷砖与墙面的一小段宽度处或者玄关处给地面起装饰作用，波导线宽度一般在150mm左右，最小不小于100mm，最大不大于250mm。
4、如果房子大的话，在客厅也可以做两道波导线，使大客厅在感觉上会有几个不同的空间分隔。
二、客厅铺地砖要不要走波导线？
客厅装修要不要贴波导线，还得看客厅布局了。
如果自家房子空间比较小，则不建议做波导线，因为波导线一般在800x800的瓷砖边进行圈边，房子小的话需要谨慎考虑。
如果沙发和电视柜占的地方比较多，把波导线盖住了大部分就没有必要放波导线，没有意义了，因为肯定要考虑到上家具后的整体效果。
如果客厅面积大可以在中间取合适的位置做个简单的几何拼花，最简单的就是在茶几下铺块毯子，时间久了随意换。
第四章行波天线 天线上电流按行波分布的天线称为行波天线（Travelling Wave Antenna）。行波天线具有如下特点： 1)电流为行波分布，不存在反射电流； 2)输入阻抗和方向图对频率变化不敏感； 3)频带宽，绝对带宽可达1 2 ~ (； : ) 3 4)效率低。 常用的行波天线主要有菱形天线、V形天线和螺旋天线等，用于短波波段的无线通信。 §4.1 长导线天线 长度大于一个波长、其上电流按行波分布的导线构成的天线，称为长导线天线。为使导线上传输单一的行波电流，通常在其末端接一匹配负载 R以抑制反 L 射波，见下图所示。 行波长导线天线
4.1.1 辐射场 假设导线沿z 轴放置，线上电流幅度相等、相位连续滞后。线上电流可以表示成： () ' 0' jkz e I z I -= 远区辐射场为： ()()()()θθθ πηθλ πθθθcos 12 cos 12sin sin 4sin 60cos 120'cos 00''-??????-==------?kl kl e r e klI j dz e e r I j E kl j jkr z r jk l jkz 式中r 为原点到场点的距离，θ为射线与z 轴之间的夹角。由此得到长导线天线的方向函数为： ()()()θθθθcos 12 cos 12sin sin -? ?????-=kl kl F 下图是根据上式画出的行波长导线天线的方向图。 长导线天线方向图随长度的变化
导线长度为λ5=l 时的立体方向图如上图所示。 方向图特点： 1) 沿轴线方向没有辐射； 2) 随l 增长，最大辐射方向逐渐靠近轴线，同时主瓣变窄，副瓣增大、数目增多； 3) 当λl 很大时，主瓣方向随λl 的变化很小，方向性具有宽频带特性。 4.1.2 性能参数 1) 最大辐射角与零点位置 方向函数可以改写成： ()()?? ? ???-???? ??=θθθcos 12sin 2cot kl F 当l 很长时，()?? ????-θcos 12 sin kl 项随θ的变化比?? ? ??2cot θ项要快 得多，天线的最大辐射方向由()?? ? ???-θcos 12sin kl 决定。令 λ 5=l 行波长导线天线方向图（ )
] 实验二、矩形波导TE10的仿真设计与电磁场分析 一、实验目的： 1、熟悉HFSS软件的使用； 2、掌握导波场分析和求解方法，矩形波导TE10基本设计方法； 3、利用HFSS 软件进行电磁场分析，掌握导模场结构和管壁电流结构规律和特点。 二、预习要求 1、《 2、导波原理。 3、矩形波导TE10模式基本结构，及其基本电磁场分析和理论。 4、HFSS软件基本使用方法。 三、实验原理与参考电路 导波原理 3.1.1. 规则金属管内电磁波 对由均匀填充介质的金属波导管建立如图1 所示坐标系, 设z轴与波导的轴线相重合。由于波导的边界和尺寸沿轴向不变, 故称为规则金属波导。为了简化起见, 我们作如下假设： \ ①波导管内填充的介质是均匀、线性、各向同性的； ②波导管内无自由电荷和传导电流的存在； ③波导管内的场是时谐场。 图1 矩形波导结构 本节采用直角坐标系来分析,并假设波导是无限长的,且波是沿着z方向无衰减地传输,由电磁场理论, 对无源自由空间电场E和磁场H满足以下矢量亥姆霍茨方程: ` 式中β为波导轴向的波数,E0(x,y)和H0(x,y)分别为电场和磁场的复振幅,它仅是坐标x和y的函数。 以电场为例子，将上式代入亥姆霍兹方程 ,并在直角坐标内展开,即有 (,) (,) j z j z E E x y e H H x y e β β - - ?= ? ? = ?? 式1 220 E k E ?+=
2222 2 2222222222220 T c E E E E k E k E x y z E E E k E x y E k E β????+=+++?????=+-+??=?+=式2 k c 表示电磁波在与传播方向相垂直的平面上的波数,如果导波沿z 方向传播,则 k 为自由空间中同频率的电磁波的波数。 由麦克斯韦方程组的两个旋度式,很易找到场的横向分量和纵向分量的关系式。具体过程从略,这里仅给出结果： 《 从以上分析可得以下结论: ^ （1）场的横向分量即可由纵向分量； （2） 既满足上述方程又满足边界条件的解有许多, 每一个解对应一个波型也称之为模式,不同的模式具有不同的传输特性; （3）k c 是在特定边界条件下的特征值, 它是一个与导波系统横截面形状、 尺寸及传输模式有关的参量。 由于当相移常数β=0时, 意味着波导系统不再传播, 亦称为截止, 此时k c =k, 故将k c 称为截止波数。 对于横电模(Ez=0)和横磁模(Hz=0)上式分别可以简化为 TE 模或H 模 ~ TM 模或E 模 3.1.2 矩形波导中传输模式及其场分布 由于矩形波导的四壁都是导体,根据边界条件波导中不可能传输TEM 模,只能传输TE 或TM 模。 % 这里只分析TE 模(Ez=0) 对于TE 模只要解Hz 的波动方程。即 2222()() 4 ()()z z x c z z y c z z x c z z y c H E j E k y x H E j E k x y H E j H k x y H E j H k y x ωμβωμββωεβωε???=-+???? ???=-? ???????=-+???? ???=-+????式2222,,z z x y c c z z x y c c H H E j E j k y k x H H H j H j k y k y ωμωμωμωμ???=-=????? ???=-=???? 式522222 222T c E E E x y k k β????=+???? ?=-?其中 式3 222 c x y k k k =+2222,,z z x y c c z z x y c c E E H j H j k y k x E E E j E j k y k y ωεωεβωμ??? ==-???? ????=-=-???? 式622200 0220z z c z H H k H x y ??++=??式7
详解波打线、腰线、踢脚线、门槛石的装饰使用 装修一个新家，学问不少。什么设计风格正中自己的口 味;哪些种类的石材，适合哪种空间……甚至，在装修过程中，波打线、腰线、踢脚线、门槛石……这些装饰配套用件，很多业主也未必能一一细分。下面咱们来讲一讲分别怎么来用 波打线划分建筑区域的好帮手波打线又称波导线，主要作用是包围造型，划分区域，起到美化空间效果，多用于玄关过道、客厅、卫生间等。波打线的宽度随意发挥，并无明确限制。波打线并不限于单层波打线，双层或多层波打线亦同样流行，也有出现一些不规则的线条造型，纹理更是千变万化。规格：不限材质：石材、瓷砖等▲单层波打线▲双层波打线▲多层波打线有了波打线装饰空间，不但可以提升空间格调，而且令整个空间布局更具美感。有些商家专门推出波打线系列，纹理图案选择繁多，这类型的波打线价格比较高昂。业主也可以根据自己的喜好，挑选大规格瓷砖，找专门的第三方进行加工切割，款式虽然单一，但也简约耐看。腰线点缀美化墙面效果腰线，用于墙面“腰部”的水平横线装饰线条，与波打线功能上有所不同，它用于墙面，有平面或立体两种形态，而且装饰功能更明显。应用空间广泛，常用于客厅、厨房、卫生间等空间场所。 规格：高为 6 厘米，宽为20 厘米材质：石材、瓷砖、树脂、不锈钢等▲单腰线▲双腰线▲多腰线踢脚线集多种功能于一身踢脚
线又名地脚线，顾名思义就是防止脚不小心踢到墙面导致墙面污染，同时，有效避免破坏墙壁。踢脚线材质多样，不同材质的踢脚线，有着不同的优缺点，根据自身需求，选择适合的材质。规格：高度约为10cm 材质：石材、陶瓷、玻璃、木、PVC 、铝合金、PS 高分子等踢脚线虽为装饰线条，但实用功能也不少，不单单是一个“花瓶”那么简单。四大功能：一、美化美观。提升空间格调，令整个空间富有美感，是踢脚线首要的功能，有时候墙壁和地面出现了混色，颜色比较接近，踢脚线还能充当“视觉平衡”的角色，令墙壁与地面过渡衔接更为和谐; ▲石材踢脚线▲实木踢脚线▲ PVC却线▲瓷砖踢脚线二、保护墙角。墙角是比较容易藏污纳垢的地方，有了踢脚线，在打扫卫生的时候，也能避免污染，破坏墙壁; ▲金属踢脚线三、遮藏电线。有人会选择把电线线路藏匿在踢脚线里，但这样施工要多加注意，如果采用实木或密度板为踢脚线，如果湿水，可能导致安全隐患。 四、遮盖缝隙，为了给木地板热胀冷缩的空间，地板和墙面交界处一般会留有缝隙，而踢脚线的存在，能够遮盖这样的缝隙，进一步美化空间。门槛石貌不惊人，用处多多门槛石，又称过门石，能起到美化空间、有效阻挡部分水溢出门外、调节高度差等作用。门槛石的出镜率可不比其他装饰线条低，然而由于款式略为低调单一，所以门槛石总是不受重视，但它实用功能也是不少。 规格：不限材质：石材、瓷砖、马赛克等
实验二、矩形波导TE 10的仿真设计与电磁场分析 一、实验目的： 1、 熟悉HFSS 软件的使用； 2、 掌握导波场分析和求解方法，矩形波导TE 10基本设计方法； 3、 利用HFSS 软件进行电磁场分析，掌握导模场结构和管壁电流结构规律和特点。 二、预习要求 1、 导波原理。 2、 矩形波导TE 10模式基本结构，及其基本电磁场分析和理论。 3、 HFSS 软件基本使用方法。 三、实验原理与参考电路 3.1 3.1.1. 对由均匀填充介质的金属波导管建立如图1 所示坐标系, 设z 轴与波导的轴线相重合。由于波导的边界和尺寸沿轴向不变, 故称为规则金属波导。为了简化起见, 我们作如下假设： ① 波导管内填充的介质是均匀、 线性、 各向同性的； ② 波导管内无自由电荷和传导电流的存在； ③ 波导管内的场是时谐场。 图1 矩形波导结构 本节采用直角坐标系来分析,并假设波导是无限长的,且波是沿着z 方向无衰减地传输,由电磁场理论, 对无源自由空间电场E 和磁场H 满足以下矢量亥姆霍茨方程: 式中β为波导轴向的波数,E 0(x,y)和H 0(x,y)分别为电场和磁场的复振幅,它仅是坐标x 和y 的函数。 以电场为例子，将上式代入亥姆霍兹方程 ,并在直角坐标内展开,即有 22222 2222222222220T c E E E E k E k E x y z E E E k E x y E k E β????+=+++?????=+-+??=?+=式2 k c 表示电磁波在与传播方向相垂直的平面上的波数,如果导波沿z 方向传播,则 k 为自由空间中同频率的电磁波的波数。 由麦克斯韦方程组的两个旋度式,很易找到场的横向分量和纵向分量的关系式。具体过程从略,这里00(,)(,)j z j z E E x y e H H x y e ββ--?=??=?? 式1220E k E ?+=22222222T c E E E x y k k β????=+?????=-?其中式3 222c x y k k k =+
波打线宽度尺寸是多少 在现代装饰设计中，波打线的使用频率非常高，无论是家居环境还是办公场所都能见到。其实，我们经常都会在瓷砖上看到有其他花纹的瓷砖条，能够使我们的瓷砖整体看上去更加的美观有特色的，是波打线。如果要安波打线，那波打线宽度尺寸是多少比较好。 一、波打线的作用 波打线一般是安装在客厅或大厅地面上，也可以安装在背景墙上。经过波打线的装饰，能够让房间整体效果显得更有艺术韵味。而且使用了波打线之后，还能调节地砖和墙砖规格，达到节省原理的效果。也能让施工变得更容易。 二、波打线宽度尺寸 瓷砖波打线的宽度，这个没有一个统一的标准，其宽度家庭装修设计而言，其宽度一般在10-20cm左右。其宽度的确定，一般是以圈边内铺贴的瓷砖为整片，或者接近整片的情况下来综合考虑的。 举例来说，客厅宽度为4.2米，铺贴800*800的瓷砖，一排排列过去，铺5片砖后剩余20公分，那么圈边线一般在10cm左右。或者将第5片砖裁切掉10公分，多出一个30公分，那么圈边波打线的跨度为15cm。
若采用两条圈边线，在设计的时候，一般会采取深浅搭配的方式，其中浅色的波打线和客厅所用的主砖一致。其中深浅色的波打线的宽度，一般按照深浅2:1，一般不采用深浅色宽度一样。 挑选波打线尺寸要考虑使用空间大小。如果房间比较大，那么可以选规格较大的波导线；房间空间小，用规格较小的波导线。这是因为波导线是为了装饰环境，强调空间感。它的规格如果与房间大小不协调，会显得突兀怪异，失去美感。 三、波打线铺设方法 波打线一般是沿房间地面的四周连续铺设。施工顺序应该是：地砖→波打线→过门石→踢脚线。先铺大面积地砖，然后波打线找齐，过门石尺寸可以调节，所以后铺，踢脚线需要压住地砖、波打线、过门石，所以必须这些都铺好才能安装踢脚线。 如果先装踢脚线，地砖、波打线、过门石都会与踢脚线交圈，会露出一条缝。地砖一般应该由门口开始，门口应该是整砖，砖缝必须与门中或门边协调，门口砖的位置确定后，由外往
第三章传输线理论 本章的目的是概述由集总电路向分布电路表示法过度的物理前提。在此过程中，推导出一个最有用的公式：一般的射频传输线结构的空间相关阻抗表示公式。正如我们知道的，频率的提高意味着波长的减小，该结论用于射频电路，就是当波长可与分立的电路元件的几何尺寸相比拟时，电压和电流不再保持空间不变，必须把它们看做是传输的波。因为基尔霍夫电压和电流定律都没有考虑到这些空间的变化，我们必须对普通的集总电路分析进行重大的修改。本章重点介绍传输线理论，首先介绍传输线理论的实质，再介绍常用的几种传输线，其中重点介绍微带传输线，以及一般的传输线方程及阻抗的一般定义公式。 3.1传输线的基本知识 传输微波能量和信号的线路称为微波传输线。本节主要介绍传输线理论的实质以及理论基础 3.1.1传输线理论的实质 传输线理论是分布参数电路理论，它在场分析和基本电路理论之间架起了桥梁。随着工作频率的升高，波长不断减小，当波长可以与电路的几何尺寸相比拟时，传输线上的电压和电流将随着空间位置而变化，使电压和电流呈现波动性，这一点与低频电路完全不同。传输线理论用来分析传输线上电压和电流的分布，以及传输线上阻抗的变化规律。在射频阶段，基尔霍夫定律不再成立，因而必须使用传输线理论取代低频电路理论。 现在举例说明：分析一个简单的电路，该电路由内阻为R1的正弦电压源V1通过1.6cm的铜导线与负载电阻R2组成。电路图如下： 图3.1 简单电路
并且我们假设导线的方向与z轴方向一致，且它们的电阻可以忽略。我们假设振荡器的频率是1MHz，由公式 (3.1) 10m/s, rε=10, rμ=1 因此可以得到波长其中是相速度，=9.49×7 λ=94.86m.连接源和负载的1.6cm长的导线，在如此小的尺度内感受的电压空间变化是不明显的。 但是当频率提高到10GHz时情况就明显的不同了，此时波长降低到λ=p v/10 10=0.949cm，近似为导线长度的2/3，如果沿着1.6cm的导线测量电压，确定信号的相位参考点所在的位置是十分重要的。经过测量得知电压随着相位参考点的不同而发生很大的不同。 现在我们面临着不同的选择，在上图所示的电路中，假设导线的电阻可以忽略，当连接源和负载的导线不存在电压的空间变化时，如低频电路情况，才能有基尔霍夫电压定律进行分析。但是当频率高到必须考虑电压和电流的空间特性时，基尔霍夫电路定律将不能直接用。但是这种情况可以补救，假如该线能再细分为小的线元，在数学上称为无限小长度在该小线元上假定电压和电流保持恒定值。对于每一段小的长度的等效电路为： 图3.2 微带线的等效电路 但是具体到什么时候导线或者分立元件作为传输线处理，这个问题不能用简单的数字还给以确切的回答。从满足基尔霍夫要求的集总电路分析到包含有电压和电流的分布电路理论的过度与波长有关。此过度是在波长变得越来越与电路的平均尺寸可比拟的过程中，逐渐发生。根据一般的科研经验，当分立的电路元件平均尺寸长度大于波长的1/10时，就应该用传输线理论。例如在本例中1.6cm的导线我们能估算出频率为：
五种主流风格的瓷砖铺贴方法 瓷砖的铺贴讲究与整个房屋装修风格一致，因此不同风格的装修对于瓷砖铺贴的搭配技巧也是各有不同。下面纳路特就来讲一讲五大主流装修风格分别相对应的瓷砖铺贴方法，让正在选择瓷砖的业主有个参考。纳路特抛光混凝土金钻磨石整体无缝，现场浇制，无缝即无细菌滋生，显得高端大气，还可以放出负氧离子，让人心旷神怡，产品耐磨防滑、使用寿命长达20年。与之对比的大理石、瓷砖既消耗资源、又消耗能源、还污染环境，大理石和瓷砖还有辐射性。 一、五大主流风格的瓷砖铺贴方法 1、田园风格瓷砖铺贴 田园风格瓷砖铺贴简洁明快，主要注重整个空间色彩，淡雅，舒适。让空间回归自然,结合现代风格元素打造出来的，大气、时尚中夹带着自
然的纯真。清新淡雅的木质纹理尽显淳朴与自然，简约时尚的雅致空间令人心驰神往。 代表元素：淡雅色系墙漆，仿古小砖，木蜡板，田园复古灯，碎花窗帘等。 搭配技巧:仿古小规格地砖，600仿古砖切割成300小砖贴即可。轻盈柔和的色调组合，精巧完善的功能配置，乡村气息浓郁的傢俬、布艺及配饰品，共同演绎出了小城温馨浪漫的幽雅情怀。 应用：卫生间搭配采用仿古小规格地砖，注重局部小条点缀色的运用。让整个空间田园韵味强很多。卧室选用小碎花壁纸，小挂画。 2、简约风格瓷砖铺贴 现代简约风格瓷砖铺贴,表现得简约而不简单，只是细节不做过于繁琐的修饰；时尚而不失典雅，将空间装饰得深沉、雅致又不失灵性。给人一种简洁，明亮，大气，一气呵成的感觉。
代表元素：艺术玻璃，镜面不锈钢。 搭配技巧:推荐使用米色系抛光砖。 应用：沙发背景墙面用抛光砖拉槽铺贴，简洁明了采用“线”与“面”组合关系。电视背景选用纹理清晰简约的，如：（全抛砖）色彩带有些纹理的。卧室可用抛光砖及木纹砖。餐厅尽量用与客厅一致瓷砖。卫生间瓷片简洁大方即可。厨房空间主要考虑墙面与地面的用砖，尽量用比较好打扫卫生的，如米白色，米黄色。 3、新古典主义瓷砖铺贴 新古典主义瓷砖铺贴不但保存了欧式风格的典雅端庄、传统文化所崇尚的艺术规律，又与新的意识形态参合，成就了化繁为简的新风格意识。注入新概念，新材质，新工艺，区别于传统装饰主义的穷其华丽，更重视实用典雅品位。
客厅装修安装波导线有什么用？听听装修师傅讲解，后悔我 家装错了 随着时代的发展，人们追求更高的品质生活，但是物价飞涨，尤其是房子令人望而怯步，很多人买不起房子，即使好不容易攒足钱买了一套属于自己的房子，但是对于房子的装修又是一头雾水，不知从何下手，整个人就像热锅上的蚂蚁，焦躁不安。家庭装修中，人们本着看得舒服，住的舒心的基础上，力求美观与实用，需要花费的精力与财力不少。新房装修总会遇到不少问题，客厅装修安装波导线有什么用？十年装修老师傅专业讲解，这样铺波导线，家里瞬间大了一倍，后悔我家装早了。下面给大家看看我家装修的惨败经历吧：当初波导线出来的效果还是挺满意，但是没想到师傅帮我装的过门石也是黑色的，这样使得整个过门石和波导线连在一起，非常难看。另外一个后悔的地方，就是瓷砖没有用美缝剂，虽然才住了两个月，但是拖过几次地后，现在瓷砖的缝隙都是黑乎乎的，还有开始发霉的迹象，很难看。我家这样装丑死了，后悔装错了！下面是请教装修老师傅的经验分享，希望能帮到大家。波导线又称波打线，也称之为花边或边线等，主要用在地面周边或者过道玄关等地方。一般为块料楼(地)面沿墙边四周所做的装饰线;宽度不等。楼地面做法中加入与整体地面颜色不同的线条以增加设计效果。波导
线材质波导线的的材质主要有两种，分别是和瓷砖和大理石，其中瓷砖波导线使用最多，装修设计中一般使用的都是瓷砖波导线。制作波导线会选择颜色较深的材料，因为一般前面和地板使用的瓷砖颜色都比较浅，这样能便于区分。瓷砖波导线的平面设计分为微晶平面和渡金平面两种。微晶平面光泽度高，平整光滑；而镀金平面则有凹凸立体感，用金色线条装饰，显得非常华贵典雅。波导线的作用1、波导线运用的地方多，但是在室内装饰中，起到进一步装饰地面的作用。使用在客厅里，假如你的客厅使用了比较纯白的地砖，就不要同地砖裁成波导线用了，起不到装饰的作用，会造成视觉疲劳，让人看不到线条的变化，看不到空间的层次变化。通过波导性的使用，可以虚拟分割空间，一个大的客厅，可以分为客厅和餐厅。2、尤其是在瓷砖斜铺的时候，波导线的 作用是尤为重要的，斜铺的特点是视觉效果强，但是跟墙面衔接的位置如果没有波导线，视觉效果就变的差一些。3、 有了踢脚线的空间也要用波导线，踢脚线和波导线在一个空间的两个不同平面上，踢脚线在墙的平面上，很可能你摆放柜子的地方没有踢脚线，有了地面波导线的弥补，整个空间才完整。四、客厅波导线宽度多少合适？一般来说的话，波导线的宽度最小不要小鱼10厘米，而最宽最好不要超出15厘米！这样做起来效果比较好看些！但是，当然如果是公众场合，面积比较大的话，那可以根据实际面积来决定！要讲
矩形波导模式和场结构分析 第一章 绪论 1.1选题背景及意义 矩形波导(circular waveguide)简称为矩波导，是截面形状为矩形的长方形的金属管。若将同轴线的内导线抽走，则在一定条件下，由外导体所包围的矩形空间也能传输电磁能量，这就是矩形波导。矩波导加工方便，具有损耗小和双极化特性，常用于要求双极化模的天线的馈线中，也广泛用作各种谐振腔、波长计，是一种较常用的规则金属波导。 矩波导有两类传输模式,即TM 模和TE 模。其中主要有三种常用模式，分别是主模TE 11模、矩对称TM 01模、低损耗的TE 01模。在不同工作模式下，截止波长、传输特性以及场分布不尽相同，同时，各种工作模式的用途也不相同。导模的场描述了电磁波在波导中的传输状态，可以通过电力线的疏密来表示场得强与弱。 本毕业课题是分析矩形波导中存在的模式、各种模式的场结构和传播特性，着重讨论11TE 、01TE 和01TM 三个常用模式，并利用MATLAB 和三维高频电磁仿真软件HFSS 可视化波导中11TE 、01TE 和01TM 三种模式电场和磁场波结构。 1.2国内外研究概况及发展趋势 由于电磁场是以场的形态存在的物质，具有独特的研究方法，采取重叠的研究方法是其重要的特点，即只有理论分析、测量、计算机模拟的结果相互佐证，才可以认为是获得了正确可信的结论。时域有限差分法就是实现直接对电磁工程问题进行计算机模拟的基本方法。在近年的研究电磁问题中，许多学者对时域脉冲源的传播和响应进行了大量的研究，主要是描述物体在瞬态电磁源作用下的理论。另外，对于物体的电特性，理论上具有几乎所有的频率成分，但实际上，只有有限的频带内的频率成分在区主要作用。 英国物理学家汤姆逊(电子的发现者) 在1893 年发表了一本论述麦克斯韦电磁理论的书,肯定了矩金属壁管子(即矩波导) 传输电磁波的可实现性, 预言波长可与矩柱直径相比拟, 这就是微波。他预言的矩波导传输, 直到1936 年才实现。汤姆逊成为历史上第一位预言波导的科学家。这证明科学预言可以大大早于技术的发展, 同时也表明了应用数学的威力。英国物理学家瑞利在1897 年发表了论文, 讨论矩形截面和矩形截面“空柱”中的电磁振动, 它们对应后来的矩形波导和矩波导, 并引进了
平面波导技术及器件发展动态 2004-08-22吴国锋中国电子科技集团第34研究所 摘要本文介绍了平面波导技术及器件的发展情况，并概要指出了平面波导光器件的市场前景和发展方向。 关键词PLC、Polymer、InP、AWG 1概述 光波导是集成光学重要的基础性部件，它能将光波束缚在光波长量级尺寸的介质中，长距离无辐射的传输。平面波导型光器件，又称为光子集成器件。其技术核心是采用集成光学工艺根据功能要求制成各种平面光波导，有的还要在一定的位置上沉积电极，然后光波导再与光纤或光纤阵列耦合，是多类光器件的研究热点。 2技术种类 按材料可分为四种基本类型：铌酸锂镀钛光波导、硅基沉积二氧化硅光波导、InGaAsP/InP光波导和聚合物（Polymer）光波导。 LiNbO3晶体是一种比较成熟的材料，它有极好的压电、电光和波导性质。除了不能做光源和探测器外，适合制作光的各种控制、耦合和传输元件。铌酸锂镀钛光波导开发较早，其主要工艺过程是：首先在铌酸锂基体上用蒸发沉积或溅射沉积的方法镀上钛膜，然后进行光刻，形成所需要的光波导图形，再进行扩散，可以采用外扩散、内扩散、质子交换和离子注入等方法来实现。并沉积上二氧化硅保护层，制成平面光波导。该波导的损耗一般为0.2-0.5dB/cm。调制器和开关的驱动电压一般为10V 左右；一般的调制器带宽为几个GHz，采用行波电极的LiNbO3光波导调制器，带宽已达50GHz以上。 硅基沉积二氧化硅光波导是20世纪90年代发展起来的新技术，主要有氮氧化硅和掺锗的硅材料，国外已比较成熟。其制造工艺有：火焰水解法（FHD）、化学气相淀积法（CVD，日本NEC公司开发）、等离子增强CVD法（美国Lucent公司开发）、反应离子蚀刻技术RIE多孔硅氧化法和熔胶－凝胶法（Sol-gel）。该波导的损耗很小，约为0.02dB/cm。 基于磷化铟（InP）的InGaAsP/InP光波导的研究也比较成熟，它可与InP基的有源与无源光器件及InP基微电子回路集成在同一基片上，但其与光纤的耦合损耗较大。 聚合物光波导是近年来研究的热点。该波导的热光系数和电光系数都比较大，很适合于研制高速光波导开关、AWG等。采用极化聚合物作为工作物质，其突出优点是材料配置方便、成本很低。同
矩形波导模式和场结构分析 第一章 绪论 1.1选题背景及意义 矩形波导(circular waveguide)简称为矩波导，是截面形状为矩形的长方形的金属管。若将同轴线的导线抽走，则在一定条件下，由外导体所包围的矩形空间也能传输电磁能量，这就是矩形波导。矩波导加工方便，具有损耗小和双极化特性，常用于要求双极化模的天线的馈线中，也广泛用作各种谐振腔、波长计，是一种较常用的规则金属波导。 矩波导有两类传输模式,即TM 模和TE 模。其中主要有三种常用模式，分别是主模TE 11模、矩对称TM 01模、低损耗的TE 01模。在不同工作模式下，截止波长、传输特性以及场分布不尽相同，同时，各种工作模式的用途也不相同。导模的场描述了电磁波在波导中的传输状态，可以通过电力线的疏密来表示场得强与弱。 本毕业课题是分析矩形波导中存在的模式、各种模式的场结构和传播特性，着重讨论11TE 、01TE 和01TM 三个常用模式，并利用MATLAB 和三维高频电磁仿真软件HFSS 可视化波导中11TE 、01TE 和01TM 三种模式电场和磁场波结构。 1.2国外研究概况及发展趋势 由于电磁场是以场的形态存在的物质，具有独特的研究方法，采取重叠的研究方法是其重要的特点，即只有理论分析、测量、计算机模拟的结果相互佐证，才可以认为是获得了正确可信的结论。时域有限差分法就是实现直接对电磁工程问题进行计算机模拟的基本方法。在近年的研究电磁问题中，许多学者对时域脉冲源的传播和响应进行了大量的研究，主要是描述物体在瞬态电磁源作用下的理论。另外，对于物体的电特性，理论上具有几乎所有的频率成分，但实际上，只有有限的频带的频率成分在区主要作用。 英国物理学家汤姆逊(电子的发现者) 在1893 年发表了一本论述麦克斯韦电磁理论的书,肯定了矩金属壁管子(即矩波导) 传输电磁波的可实现性, 预言波长可与矩柱直径相比拟, 这就是微波。他预言的矩波导传输, 直到1936 年才实现。汤姆逊成为历史上第一位预言波导的科学家。这证明科学预言可以大大早于技术的发展, 同时也表明了应用数学的威力。英国物理学家瑞利在1897 年发表了论文, 讨论矩形截面
实验一、 矩形波导TE10的仿真设计与电磁场分析 班级： 学号： 姓名： 报告日期：2012.6.29 一、 实验目的： 1. 熟悉HFSS 软件的使用； 2. 掌握导波场分析和求解方法，矩形波导TE 10基本设计方法； 3. 利用HFSS 软件进行电磁场分析，掌握导模场结构和管壁电流结构规律和特点。 二、 实验原理（略） 2.1基本导波理论 对由均匀填充介质的金属波导管建立如图1 所示坐标系, 设z 轴与波导的轴线相重合。由于波导的边界和尺寸沿轴向不变, 故称为规则金属波导。 图1 矩形波导结构 本节采用直角坐标系来分析,并假设波导是无限长的,且波是沿着z 方向无衰减地传输,由电磁场理论, 对无源自由空间电场E 和磁场H 满足以下矢量亥姆霍茨方程: 00(,)(,)j z j z E E x y e H H x y e ββ--?=??=?? 式1 式中β为波导轴向的波数,E 0(x,y)和H 0(x,y)分别为电场和磁场的复振幅,它仅是坐标x 和y 的函数。以电场为例子，将上式代入亥姆霍兹方程22 0E k E ?+= ,并在直角坐标内展开, 即有由麦克斯韦方程组的两个旋度式,可以得到场的横向分量和纵向分量的关系式： 2222()() 2 ()() z z x c z z y c z z x c z z y c H E j E k y x H E j E k x y H E j H k x y H E j H k y x ωμβωμββωεβωε???=- +? ??? ??? =-? ??? ???? =-+? ??? ???=-+????式 k c 表示电磁波在与传播方向相垂直的平面上的波数,如果导波沿z 方向传播,则 222 c x y k k k =+；k 为自由空间中同频率的电磁波的波数。 根据两个纵向场分量Ez 和Hz 的存在与否，对波导中的电磁波进行分类。可将波导中的电磁波分成三类：
第八章 矩形波导 1. 波导中的传播条件：f>fc 或λ<λc 2. 矩形波导能传输TM 波和TE 波，不能传输TEM 波。 3. 矩形波导中：TEmn 模：m 和n 皆可取0，但又不能同时为0 TMmn 模。显然，m,n 皆不可能为0，故最低阶模为TM11 其中：m 表示电磁场沿波导宽边a 分布的半波数的个数，n 表示电磁场沿波导窄边b 分布的半波数的个数。 当m 和n 取非零值时，TMmn 模和TEmn 模具有相同的截止参数，这种现象称为模式简并，相应的模式称为简并模式。例如，TM21模和TE21模是简并模式。 4. 波长 ①工作波长λ：定义：微波振荡源所产生的电磁波的波长。 v f λ= = 若填充空气，则8310/v c m s ===? 若填充r ε 的介质，则v = ②波导波长λg ：在波导内，合成波沿的等相位面在一个周期内所走过的路程定义为波导波长λg 。 2g π λβ = = ③截止波长λc ：电磁波处于能传输与不能传输的临介状态，此时对应的波长称为截止波长，对应的频率叫截止频率,fc.(或定义为：导行波不能在波导中传输时所对应的最低频率称为截止频率，该频率确定的波长称为截止波长。) g λλ >
c c v f λ= = c c v f λ= 5.传播速度 若填充空气，则8310/v c m s ===? ，若填充r ε 的介质，则v = ①相速度vp ：定义 p v ω β = = 或 p g v f λ= p v v > ②群速度vg ：群速度（能速）就是电磁波所携带的能量沿波导纵轴方向（z 轴）的传播速度。 g v = 2p g v v v = g v v < 6.色散现象：传播速度与频率有关的现象 时延失真：波导传输频带内各不同频率的信号传输时间不等，造成信号失真，这种失真称为时延失真。 7. 波阻抗：波导中某种波型的阻抗简称为波阻抗。定义为波导横截面上该波型的电场强度与磁场强度的比值。 TM 波的：x TM y E Z H ==TE 波 : TE Z =