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《电磁场与电磁波》ppt教案-09导行电磁波.ppt

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电磁场与电磁波幻灯片

电磁场与电磁波幻灯片
6.在经典物理学发展史中，出现过四个里程碑式的人物：伽利 略，牛顿，法拉第和麦克斯韦。爱因斯坦认为他们同样伟大， 你如何理解？查找相关的资料，写一篇报告。
2.结论：电磁波具有运动能量，以及与其他 物质相互作用的属性，都是物质的性质。电 磁波具有物质一般性质的同时，也具有特殊 的性质。
（四）：麦克斯韦电磁场理论的意义
❖ 1.电磁场理论的建立，经历了“实践―― 理论――实践”这一科学发展的过程是物 理学发展史上的典型案例。
2.麦克斯韦的电磁场理论，实现了从经典 物理学向现代物理学的重大转折。
3．学生讨论与交流：从电磁波的特点出 发，你认为电磁场是客观存在的吗？
❖ 根据电磁波的特点中的第（5）点可知， 电磁场本身就是一种特殊形态的物质， 无需借助其他物质来传播
三：电磁场的物质性
❖ 1.几种特殊电磁波的例子：
（1）微波炉是利用电磁波进行加热食物。说明电磁场具有能量。
（2）俄国物理学家列别捷夫测量除光对被照射的物体有压力。
个电场是由变化的磁场引起的。 ―――――变化的磁场周围产生电
场是一种普遍存在的现象。
3．学生讨论与交流：变化的磁场 产生的电场与我们熟悉的静电场
有何不同？
❖ 静电场的电场线是由正电荷出发，终止于负 电荷，是不闭合的。而变化的磁场产生的电 场没有起点也没有终点，是闭合的“旋涡电 场”
4．提出：变化的电场能否也产生磁场？
6．麦克斯韦电磁场理论的基本思想：
❖ （1）均匀变化的磁场（或电场）产生稳定的电场（或磁场）
（2）非均匀变化的磁场（或电场）产生变化的电场（或磁场）。
（3）按三角函数规律变化的振荡磁场（或电场）产生同频 率的三角函数规律变化的振荡电场（或磁场）
Hale Waihona Puke （4）变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，变化的 电场和磁场总是相互联系，形成一个不可分离的统一场，这 就是电磁场

电磁场与电磁波PPT课件

电磁场与电磁波PPT课件

二、单质
4、制备 (1)工业制法 液化空气，蒸发。 (2)实验室制法 原理：NH4Cl+NaNO2(饱和)=NaCl+N2↑+2H2O 药品：NH4Cl溶液，饱和亚硝酸钠溶液 装置：液液加热 除杂：干燥
二、单质
收集： 【讨论】为何使用冰盐冷却？A用来何用？加 热前必须怎么做？收集前应如何操作？如何 收集？加热片刻后可以移去酒精灯，为什么？
本质
种类 传播 速度
电磁波
机械波
都是波，都会发生干涉、衍射等现象
都满足关系：v=λf
是一种客观存在的物质
本身不是物质， 是运动形式的传播
是横波
有横波也有纵波
不需介质 传播电磁能及信息
真空中：恒定 介质：取决于介质与频率
需要介质 传播机械能及信息
取决于介质
讨论与交流
从电磁波的特点出发，你认为电磁场是客 观存在的物质吗？
二、单质
磷（红磷、白磷） 1、分子结构：
2、物理性质： 3、化学性质：
4P+5O2=2P2O5 P2O5+H2O(冷)=2HPO3(偏磷酸剧毒) P2O5+3H2O(热)=2H3PO4(无毒) 2P+3Cl2=2PCl3 2P+5Cl2=2PCl5
二、单质
隔绝空气
416℃ 冷却
白磷----→红磷----→升华---→白磷
三、氢化物
4、制备 (1)工业制备 N2+3H2=2NH3(催化剂、加热、加压) (2)实验室制法 原理：2NH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2NH3↑+2H2O 药品：固体NH4Cl，消石灰(浓氨水、CaO) 装置：固固加热(液固加热) 除杂：干燥

电磁场与电磁波课件

电磁场与电磁波课件
z
a
A
c
任取一点C，对于原点的位置
矢量为
，则 c
C
b
B
c a k (b a )
y
x
c (1 k )a kb
其中：k 为任意实数。
电磁场与电磁波
第1章 矢量分析
三、矢量微分元：线元、面元、体元
例：
其中：dl , dS 和 dV 称为微分元。
求：确定垂直于 A、 B所在平面的单位矢量。 解：已知 A B 所得矢量垂直于 A 、 B 所在平面。
A B ˆn a A B
ˆx a ˆy a ˆz a
ˆ x 3a ˆy a ˆz B 4a
ˆ x 10a ˆ y 30 a ˆz A B 2 6 3 15a 4 3 1
ˆx a
ˆy a By Cy
ˆz a Bz Cz
Cx
b.矢量三重积： A ( B C ) B( A C ) C ( A B)
电磁场与电磁波
第1章 矢量分析
例2：设
ˆx a ˆy a ˆ z , r2 a ˆ x 3a ˆ y 2a ˆz r1 2a ˆx a ˆ y 3a ˆ z , r4 3a ˆ x 2a ˆ y 5a ˆz r3 2a
A (B C) A B A C
推论3：当两个非零矢量点积为零,则这两个矢量必正交。 •在直角坐标系中，已知三个坐标轴是相互正交的，即
ˆx a ˆ y 0, a ˆx a ˆ x 1, a ˆx a ˆz 0, a ˆy a ˆ y 1, a ˆy a ˆz 0 a ˆz a ˆz 1 a

电磁场与电磁波ppt完美版课件

电磁场与电磁波ppt完美版课件

探究一
探究二
随堂检测
画龙点睛变化的磁场周围产生电场,与是否有闭合电路存在无关。
2.对麦克斯韦电磁场理论的理解
探究一
探究二
随堂检测
实例引导例1根据麦克斯韦电磁场理论,下列说法正确的是( )A.有电场的空间一定存在磁场,有磁场的空间也一定能产生电场B.在变化的电场周围一定产生变化的磁场,在变化的磁场周围一定产生变化的电场C.均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场D.周期性变化的磁场周围空间一定产生周期性变化的电场解析:根据麦克斯韦电磁场理论,只有变化的电场才能产生磁场,均匀变化的电场产生恒定的磁场,非均匀变化的电场产生变化识
自我检测
1.正误判断。(1)电磁波也能产生干涉、衍射现象。( )答案:√(2)电磁波的传播不需要介质,可以在真空中传播。答案:√2.探究讨论。为什么电磁波是横波?答案:根据麦克斯韦电磁场理论,电磁波在真空中传播时,它的电场强度和磁感应强度是相互垂直的,且二者均与波的传播方向垂直。因此,电磁波是横波。
探究一
探究二
随堂检测
规律方法理解麦克斯韦的电磁场理论的关键掌握四个关键词:“恒定的”“均匀变化的”“非均匀变化的”“周期性变化的(即振荡的)”,这些都是对时间来说的,是时间的函数。
探究一
探究二
随堂检测
变式训练1如图所示的四种电场中,哪一种能产生电磁波( )
解析:由麦克斯韦电磁场理论,当空间出现恒定的电场时(如A图),由于它不激发磁场,故无电磁波产生;当出现均匀变化的电场时(如B、C图),会激发出磁场,但磁场恒定,不会激发出电场,故也不会产生电磁波;只有振荡的电场(即周期性变化的电场)(如D图),才会激发出振荡的磁场,振荡的磁场又激发出振荡的电场……如此周而复始,便会形成电磁波。答案:D

电磁场与电磁波讲课讲稿

电磁场与电磁波讲课讲稿

Zc=vi =1 22iv=1 2RL
1.4.3 用传输线变压器构成的 魔 T 混合网络
一、功率合成
如图 1-4-8 所示， Tr1 为魔 T 混合网络， Tr2 为对称 – 不对称变 换器。
输入信号接在 A 端和 B 端，根据节点 方程
i = ia - id，i = id - ib
求出
i = ia - id，
Rd 4
-Rc
RdRc
ia
=va
Rd 4
Rc
RdRc
-vb
Rd 4
-Rc
RdRc
ib
=vb
Rd 4
Rc
RdRc
-va
Rd 4
-Rc
RdRc
若取
Rc
=
1 4
Rd
ia 仅与 va 有关，ib 仅与 vb 有关。实现了 A 端和 B 端的隔 离，称为 A、B 间的隔离条件。
二、功率分配 1．同相功率分配
设上限频率 fH 对应的
波长为 min ,取
l =18 ~110min
可以认为： v1 = v2 = v，
i1 = i2 = i
图 1-4-3 传输线变压器
二、传输线变压器的工作原理
传输线变压 器原理图如图 1– 4–4(a)所示。
将传输线绕 于磁环上便构成 传输线变压器。 传输线可以是同 轴电缆、双绞线、 或带状线，磁环 一般是镍锌高磁 导率的铁氧体。
(a) 对称 – 不对称
(b) 不对称 – 对称
2．阻抗变换器
传输线变压器可以构成阻抗变换器，由于结构的限制，
通常只能实现特定的阻抗比的变换。
4 : 1 阻抗变换器如图 1–4–7(a)所示，图中阻抗关系为

高三物理电磁场与电磁波

高三物理电磁场与电磁波

结论：
变化的磁场产生电场，变化的电场产 生磁场，这是麦克斯韦理论的两大支 柱．按照这个理论，变化的电场和磁场总 是相互联系的，形成一个不可分离的统一 的场，这就是电磁场．电场和磁场只是这 个统一的电磁场的两种具体表现． 思考：均匀变化呢？周期性变化呢？
三、电磁波的产生 及特点
从麦克斯韦的电磁场理论可以知道：如 果在空间某处发生了变化的电场，就会在空 间引起变化的磁场，这个变化的电场和磁场 又会在较远的空间引起新的变化的电场和磁 场．这样成相互联系的不可分割的统一体， 变化的电场和磁场并不局限于空间某个区域， 而要由近及远向周围空间传播开去．电磁场 这样由近及远地传播，就形成电磁波．
电磁波与机械波的比较
电磁波 机械波
都是波，都会发生干涉、衍射等现象 都满足关系：v=λf 本身不是物质， 是一种客观存在的物质 是运动形式的传播 是横波 不需介质 传播电磁能及信息 真空中：恒定 介质：取决于介质与频率 有横波也有纵波 需要介质 传播机械能及信息 取决于介质
联系
本质
种类
传播
速度
两 个，一个是 横 波，在垂直传播方向上的振动有_____ 1、是_____ _____ 磁 场，一同学们阅读教材并总结）
E E E B E
B
B、 E、 v 三 者 两 两 垂 直
根据麦克斯韦的电磁场理论，电磁波中的电场和磁 场互相垂直，电磁波在与二者均垂直的方向传播．图中 表示做正弦变化的电场或磁场所引起的电磁波在某一时 刻的波的图象．波峰表示在该点的电场强度 E或磁感应 强度B在正方向具有最大值，波谷表示在该点的电场强 度E或磁感应强度B在反方向具有最大值．两个相邻的波 峰（或波谷）之间的距离等于电磁波的波长．在传播方 向上的任一点，E和B都随时间作正弦变化，E的方向平 行于x轴，B的方向平行于y轴，它们彼此垂直，而且都 跟波的传播方向垂直，因此电磁波是横波．

《电磁场和电磁波》PPT课件

《电磁场和电磁波》PPT课件

a
返回
演示4
二、电磁振荡的产生：
1、与电场能和磁场能有关的因素：
(1)与电场能有关的因素：
电场能
电场线密度 L 电场强度E
++++
CE
－－ －－
S
电容器极板间电压u
电容器带电量q a
5
(2)与磁场能有关的因素：
磁场能
磁感线密度 磁感强度B
线圈中电流 i
a
6
2、电磁振荡的产生过程：
q ↓ → u↓ → i ↓
o
t
u o
t
电场能
磁场能
o
t
o
a
t
演示一
演示二
12
3、电磁振荡：
在振荡电路产生振荡电流的过程 中，电容器极板上的电荷、通过线圈 的电流，以及跟电荷和电流相联系的 电场和磁场都发生周期性的变化，这 种现象叫电磁振荡。
a
13
4、电磁振荡与简谐运动的类比
电磁振荡
简谐运动
过程 特点
对应 的物 理量
规律
充电：加在电容器两端的电压 产生充电电流；线圈的电感阻碍充电 电流的突变。
LC振荡电路产生振荡电流的物理原因是 电容器的充放电作用和线圈的自感 作用；
LC振荡电路产生振荡电流的物理实质是 电场能和磁场能的周期性转换。
在解决振荡电路问题时，电场能与磁场能的交 替转化是解决问题的线索和关键；与电场能和磁场 能相关的各量的变化规律是解决问题的依据；q—t 和I－t 图线及其相互转化是解决问题的直观手段。
t=T/4
t=T/2 t=3T/4
t=T
电容器 带电量
电路中 电流
电场能

电磁场与电磁波课件

电磁场与电磁波课件

电磁波的散射与衍射
散射
当电磁波遇到尺寸远小于其波长 的障碍物时，会产生散射现象， 散射波向各个方向传播。
衍射
当电磁波遇到尺寸接近或大于其 波长的障碍物时，会产生衍射现 象，衍射波在障碍物后形成复杂 的干涉图样。
03
电磁波的辐射与接收
天线的基本概念与分类
天线的基本概念
天线是用于发射和接收电磁波的设备，在通信、雷达、无线电等系统中广泛应 用。
再经过信号处理得到目标的图像。
02
系统组成
红外成像系统主要由光学系统、红外探测器和信号处理系统组成。
03
电磁场与电磁波在红外成像中的应用
电磁场与电磁波在红外成像中用于接收目标的辐射信息，经过处理得到
目标的图像。
05
电磁场与电磁波实验
电容与电感测量实验
总结词
掌握电容和电感的基本测量方法
详细描述
通过实验学习如何使用电桥、交流电桥等基本测量工具，了解不同类型电容和电感的工作原理和测量方法，掌握 电容和电感的基本特性。
折射率与波长有关
不同媒质对不同波长的电磁波有不 同的折射率。
电磁波的反射与折射
反射定律
当电磁波遇到不同媒质的分界面时， 一部分能量返回原媒质，一部分能量 进入新媒质。反射波和入射波的振幅 和相位关系遵守反射定律。
折射定律
当电磁波从一种媒质进入另一种媒质 时，其传播方向发生改变，这种现象 称为折射。折射定律描述了折射角与 入射角、折射率之间的关系。
电磁场与电磁波课件
目录
• 电磁场的基本概念 • 电磁波的传播特性 • 电磁波的辐射与接收 • 电磁场与电磁波的应用 • 电磁场与电磁波实验 • 总结与展望
01
电磁场的基本概念

电磁场与电磁波PPT

电磁场与电磁波PPT

I(z)
Il
coshzUl
Z0
sinhz
❖ 将上式写成矩阵形式为
U I((zz))Z1c0soisnzhzh Zc0soisnzhzhU Ill
16
7.1 均匀传输线的分析
❖ 传输线方程解的分析
▪ 令γ=α+jβ，那么在7-1-6式中，α可以看作是衰减常数， β可以看作是相位常数，因此电压和电流均可以看作是 前向波与后向波的叠加
7.1 均匀传输线的分析
❖ 传输线中的重要参量
▪ 传播常数γ
(R j L )G (j C ) j
▪ 对于均匀无耗传输线，R=G=0，有 j LCj ▪ 对于损耗很小的传输线， 即满足R<<ωL, G<<ωC时：
( R j L )(G j C )
j L (1 j R ) j C (1 j G )
2
传输线 ❖ 传输线的主要类型
3
7.1 均匀传输线的分析
❖ 均匀传输线的电路等效
▪ 一般将截面尺寸、 形状、 媒质分布、 材料及边界条件 均不变的导波系统称为规则导波系统，又称为均匀传 输线，它可以用两根平行导线来表示。
(a)
4
(b)
7.1 均匀传输线的分析
❖ 均匀传输线的电路等效
▪ 当高频电流通过传输线时，导线将产生热耗，这表明 导线具有分布电阻；由于导线间绝缘不完善而存在漏 电流，这表明沿线各处有分布电导；电流通过导线， 在周围产生磁场，即导线存在分布电感；两导线间存 在电压，其间有电场，则导线间存在分布电容。这四 个分布元件可分别用单位长度的分布电阻R、分布漏电 导G、分布电感L和分布电容C来描述。
❖ 所以有
u(zz,t)u(z,t)Rz(iz,t)Lzi(z,t)

电磁场与电磁波ppt课件

电磁场与电磁波ppt课件
矢量 B 的夹角。
C
B
叉积图示:
A
伸出右手四指与矢量A 平行, 然后四指沿
角转向矢量B ,则大拇指的方向即为矢量
C 的方向。
202200/2102/1/226/26
21 21
注意几个问题:
1.矢量与标量不能相等; 2.两矢量标积(点积)结果为标量; 3.两矢量矢积(叉积)结果为矢量,并 且该矢量垂直于原来两个矢量组成 的平面;
202200/2102/1/226/26
14 14
在这样的背景下提出了电磁兼容的概念，逐渐形成 了一门新学科——电磁兼容性（Electromagnetic Compatibility,简写为EMC）。电子系统的电磁兼容 性的分析、计算、试验都要用到大量的电磁场理论 知识，应用到电路的基础知识，甚至生物医学知识。 可以说，电磁兼容学科是电磁场学科和其他相关学 科相结合而形成的新学科。
202200/2102/1/226/26
26 26
A B = A x B x + A y B y + A z B z
即两矢量的标积(点积)等于它们对应分量 的乘积之和,为一标量
4) 两矢量的矢积(叉积) 方向单位矢量的矢积(叉积)
e x e x 1 1 s i n 0 0 e y e y e z e z
MMDS-C型微波天线
10 10
202200/2102/1/226/26
对数周期天线
11 11
矩形波导
平行双线
圆波导
202200/2102/1/226/26
同轴线
微带线
12 12
要掌握天线发射和接收电磁波的机理和性能， 必须掌握电磁场与电磁波的基本理论和技术。
要掌握电磁波传输的机理和性能，了解构成

《电磁场与电磁波》课件

《电磁场与电磁波》课件

研究磁场的能量密度和能量传递，探 索电流元间的相互作用。
第三章 电磁感应
法拉第电磁感应定律
深入研究法拉第电磁感应定律，了解磁场变化 对电场和电流的影响。
感生电动势的应用
探索感生电动势在变压器和发电机等装置中的 应用。
变化磁场中的安培环路定理
自感和互感
理解变化磁场对闭合回路的感应电流产生的作用。 学习自感和互感的概念和特性，探索它们在电 路中的应用。
1 电磁场在物理学、化学、生物学等中的应用
探索电磁场在不同学科领域中的重要应用，如粒子加速器和磁共振成像。
2 电磁波在通信、雷达、医疗等中的应用
了解电磁波在现代通信、雷达和医疗技术中的关键作用。
3 总结与展望
回顾本课程的重点内容，并展望电磁场和电磁波在未来的应用前景。
第四章 电磁波
电磁波的基 本性质
介绍电磁波中的传播规 律，理解折射和反 射现象。
电磁波谱
探索不同频率的电 磁波，了解它们在 光谱中的位置和应 用。
天线和电磁 波的辐射
研究天线的原理和 电磁波的发射、接 收及调制技术。
第五章 电磁场与电磁波的应用
《电磁场与电磁波》PPT 课件
欢迎来到《电磁场与电磁波》的课程PPT！在本课程中，我们将深入探讨电 磁场和电磁波的概念和应用，帮助您理解这一重要的物理学领域。
第一章 电场
电荷与电场
电磁场的基础，探索电荷对周围空间产生的 影响。
电势与电势差
学习电势的概念和计算方法，探索电势差对 电荷运动的影响。
静电场基本定律
深入研究库仑定律和电场强度，理解静电场 的本质。
静电场的能量
了解静电场的能量密度和能量传递，探索电 荷间的相互作用。
第二章 磁场
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nπ b
y e jkz z
Hy
j
E0
kc2
mπ cos a
mπ a
x sin nπ b
y e jkz z
Ez
E0
sin
mπ a
x sin
nπ b
ye jkz z
Ex
j kz E0 kc2
mπ a
cos
mπ a
x sin
nπ b
y e jkz z
Ey
j
kz E0 kc2
k
2 y
这里，k x 和 k y 称为分离常数。利用边界条件即可求解这些分离常数。
显然
kc2
kx2
k
2 y
由上可见，原来的二阶偏微分方程，经过变量分离后变为两个常微
分方程，因此求解简便。
两个常微分方程的通解分别为
X C1 cos kx x C2 sin kx x
Y C3 cos k y y C4 sin k y y
已知电场强度的 z 分量可以表示为
Ez Ez0 (x, y)e jkz z
它应满足齐次标量亥姆霍兹方程，即
2Ez x 2
2Ez y 2
kc2 Ez
0
其振辐也满足同样的齐次标量亥姆霍兹方程，即
2Ez0 x 2
2Ez0 y 2
kc2 Ez0
0
为了求解上述方程，采用分离变量法。令
Ez0 (x、y) X (x)Y ( y)
第九章 导行电磁波
主要内容 几种常用的导波系统，矩形波导中的电磁波， 圆波导中的电磁波，同轴线，谐振腔。
沿一定的途径传播的电磁波称为导行电磁波，传输导行波的系统称 为导波系统。
常用的导波系统有双导线、同轴线、带状线、微带、金属波导等。 本章仅介绍同轴线和金属波导。尤其是矩形金属波导的传播特性。 这些导波系统的结构如下图示。
双导线
同轴线
矩形波导
圆波导
带状线
微带
介质波导 光纤
1. TEM波、TE波及TM波
TEM波、TE波及TM波的电场方向及磁场方向与传播方向的关系
如下图示。
E
E
E
es
H
TEM波
es
es
H
H
TE波
TM波
可以证明，能够建立静电场的导波系统必然能够传输TEM波。
根据麦克斯韦方程也可说明金属波导不能传输TEM波。
jkz
H z y
这样，只要求出 z 分量，其余分量即可根据上述关系求出。z 分量为 纵向分量，因此这种方法又称为纵向场法。
在圆柱坐标系中，同样可用 z 分量表示 r 分量和 分量。其关系式为
Er
1 kc2
jkz
Ez r
j
r
H z
E
1 kc2
j kz r
Ez
j
H z r
Hr
1 kc2
j
r
Ez
jkz
E (x、y、z） E0 (x、y）e jkzz H (x、y、z） H0 (x、y）e jkzz
而且应该满足下列矢量亥姆霍兹方程
2E
x
2
2E y 2
2E z 2
k2E
0
2
H
x 2
2H y 2
2H z 2
k2H
0
由前获知，上式包含了6 个直角坐标分量 Ex , E y及, Ez H，x , 它H y们, H分z别 满足齐次标量亥姆霍兹方程。根据导波系统的边界条件，利用分离变量 法即可求解这些方程。
但是实际上并不需要求解 6 个坐标分量，因为它们不是完全独立的。
根据麦克斯韦方程，可以求出 x 分量及 y 分量和 z 分量的关系为
式中
k
2 c
k2
k
2 z
Ex
1 kc2
jkz
Ez x
j
H z y
Ey
1 kc2
jkz
Ez y
j
H z x
Hx
1 kc2
j
Ez y
jkz
H z x
Hy
1 kc2
j
Ez x
nπ sin b
mπ a
x cos
nπ b
y e jkz z
Hx
j
E0
kc2
nπ b
sin
mπ a
x cos
nπ b
y e jkz z
Hy
j E0
kc2
mπ a
cos
mπ a
x sin
nπ b
y e jkz z
非及向整种均n上数组均匀2534为。合1，，，，不的构行mz数电当由平为成波等及值磁于面零m一，于大n波m波，或种在常具的及的；故n模数有X相m矩为n式的及明为位及形零，平显Y多仅波时n以面方的值与模导，T为向物，变式M中上波上理因量m称T述面n形意M此表为各z。成义波场示高有个但驻，的结。次关分振波m最构模，量例辐。为低均而 ，均如与宽模具振 数为T壁式x有M幅 值零, 上y是多1与小，1有的表T种的因关Mx半示模,称此1，y个1式m波为m因有驻=。。低及此关波1次m,上。n的n模及应述因=数。1n为T此目的M由的非，，波场于每零在n为结一m的Z方 为构窄，壁具上有半这个种驻场波结的构数的目波。称为TM11波。
式中常数C1 ，C2 ， C3 ， C4 取决于导波系统的边界条件。
已知 Ez 分量与波导四壁平行，因此在 x = 0, a 及 y = 0, b 的边界上
Ez = 0。由此决定上述常数，再根据这些结果求出分离常数为
kx
mπ b,m 1,来自,3,kynπ b
,
n 1,2,3,
代入前式即可求出矩形波导中TM 波的各个分量为
几种常用导波系统的主要特性
名称 波 形
双导线 同轴线 带状线 微带 矩形波导
TEM波 TEM波 TEM波 准TEM波 TE或TM波
圆波导 TE或TM波
光 纤 TE或TM波
电磁屏蔽 使用波段
差
> 3m
好
> 10cm
差
厘米波
差
厘米波
好
厘米波、毫米波
好
厘米波、毫米波
差
光波
导波系统传播特性的研究方法
首先设导波系统是无限长的，根据导波系统横截面的形状选取直角 坐标系或者圆柱坐标系，令其沿 z 轴放置，且传播方向为正 z 方向。以 直角坐标为例，则该导波系统中的电场与磁场可以分别表示为
代入上式，得
X X
Y Y
kc2
式中X" 表示 X 对 x 的二阶导数， Y" 表示 Y 对 y 的二阶导数。
X X
Y Y
kc2
由于上式中的第二项仅为 y 函数，而右端为常数，因此，若将此式
对 x 求导，得知左端第一项应为常数。若对 y 求导，得知第二项应为常
数。 现分别令
X X
k
2 x
Y Y
H z r
H
1 kc2
j
Ez r
j kz r
H z
2. 矩形波导中的电磁波方程式 矩形波导形状如下图示，宽壁的内尺寸为 a ，窄壁的内尺寸为 b 。
y
b
,
x a z
已知金属波导中只能传输 TE 波 及TM 波，现在分别讨论他们在矩形 波导中的传播特性。
若仅传输 TM 波，则 Hz = 0 。按 照纵向场法，此时仅需求出 Ez 分量， 然后即可计算其余各个分量。
Ez
E0
sin
mπ a
x sin
nπ b
ye jkz z
Ex
j
kz E0 kc2
mπ a
cos
mπ a
x sin
nπ b
y e jkz z
Ey
j
kz E0 kc2
nπ b
sin
mπ a
x cos
nπ b
y e jkz z
Hx
j
E0
kc2
nπ b
sin
mπ a
x cos