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简述金属圆形波导的三个常用模式及应用场合金属圆形波导是一种用于传输电磁能量的几何结构，常用于极短波段传输应用。
它由一个圆形金属管和一个圆形金属环组成，其中金属管就是波导的腔体，金属环是电荷源，可以得出三种典型的模式：
第一种是TE模式，即电磁模式，它的传输是垂直于金属管的波的传输和传输率是无正负分量的；
第二种是TM模式，即磁矢模式，它的传输是平行于金属管的波的传输，并且具有正、负分量；
第三种是半导体模式，它是在金属环中加入半导体材料，它的特殊特性可以改变电场和磁场，从而影响电磁能转换效率。
金属圆形波导常用于无线电频率精确测量、低频部分的传输、高频功率和信号发射以及传输、雷达信号接收等场合。
金属圆形波导的三个常用模式金属圆形波导是一种常见的波导类型，适用于微波、射频和毫米波频段的传输和传播。
它具有结构简单、损耗小、波导特性稳定等优点，因此在通信、雷达、微波炉等领域被广泛应用。
在金属圆形波导中，存在着多个不同的传播模式，其中较为常见的有TE模、TM模和HE模。
下面将分别介绍这三个模式的特点和应用。
TE模（横电场模）是指横向电场分量存在且磁场分量沿波导轴向传播的模式。
在TE模中，波导截面内的电场分布只与截面上各个点的径向分量有关，与截面的平行分量无关。
TE模是最简单的传播模式之一，其特点是电场传输速度快，并且由于电场与波导壁面间的无约束接触，电场分布在波导截面内变化较大，故存在较大的辐射损耗。
TE模具有较宽的带宽，适用于高速传输和频率较宽的通信系统，如雷达系统和卫星通信系统。
TM模（横磁场模）是指横向磁场分量存在且电场分量沿波导轴向传播的模式。
在TM模中，波导截面内的磁场分布只与截面上各个点的径向分量有关，与截面的平行分量无关。
TM模同样也是一种常见的传播模式，在微波技术领域得到广泛应用。
与TE模不同的是，TM模具有较小的辐射损耗，磁场分布在波导截面内变化较小，所以在波导内传播的能量损耗较低。
TM模适用于要求频率稳定性高，对传输损耗要求较低的应用场景，例如在天线设计、合成孔径雷达和医学影像等领域有着重要的应用。
HE模（横波电场模）是指横向电场分量存在且无磁场分量的模式。
在HE模中，电场分布在截面内变化较小，与截面上各个点的径向分量和平行分量均相关。
HE模是一种常见的模式，在电子学领域和微波技术中得到广泛应用。
HE模的特点是电场分布在波导中变化小，不会伴随着较大的辐射损耗。
HE模适用于要求低损耗传输和频率稳定性的应用场景，如天线设计、微波电路设计和高频仪器等领域。
总结起来，金属圆形波导的三个常用模式分别是TE模、TM模和HE 模。
TE模是横电场模式，具有较大的辐射损耗，适用于高速传输和频率较宽的通信系统；TM模是横磁场模式，具有较小的辐射损耗，适用于频率稳定性要求高的应用场景；HE模是横波电场模式，具有较小的变化和辐射损耗，适用于低损耗传输和频率稳定性要求的应用场景。
介质谐振器的工作原理我们目前所接触到的最基本的介质器件是介质谐振器。
要想了解介质谐振器的工作原理首先要了解金属波导与谐振腔。
一、 金属波导的一般特性传输电磁能量或电磁信号的途径可分为两类，一类是电磁波在空间或大气中的传播，另一类是电磁波沿波导系统的传播。
人类最初应用的电磁波导波系统是双线传输线，双线传输线主要用在频率较低的场合，当使用频率逐步提高时，双线传输线的传输损耗以及辐射损耗急剧的增加，为了克服辐射损耗，采用了同轴线结构。
但是同轴线中所采用的模式仍然是TEM模，必须有内外两根导体，到了频率更高时内导体的损耗变得很严重。
在微波频段即分米波段和厘米波段人们发现，用一根中空的金属管来传输电磁波是可行的和方便的。
在空管中不可能传播TEM模式，因此采用TE模或TM模，这就是金属波导或称为波导管。
到了短毫米波段及亚微毫米波段金属波导的截面积尺寸太小，加工不易，因此采用介质波导作为传输系统。
在光波段使用光学纤维和光波导也是介质波导。
光学纤维简称光纤现在已成为传输电磁信号的主要手段。
为了近似地实现短路面的边界条件可以用具有高导电率的导体即金属构成的边界面，这样就形成金属波导或称波导管。
金属波导可以由一根波导管构成，也可以由多根波导管构成。
略去导体表面损耗时，可将边界看作短路面。
波导波的特点是存在一个截止频率，当工作频率高于截止频率时，纵方向为快行波，横方向为驻波，工作频率低于截止频率时，纵方向成为衰减场或渐消场，横方向仍然为驻波。
金属波导的传播特性为ωc=T/(με)1/2 =cT/(με) 1/2或Fc= cT/2∏(με) 1/2临界状态下，电磁波在介质中的波长就是横向波长，即λT=2∏/T=1/fc(με)1/2相应的临界状态下真空中的波长称为临界波长。
当电磁波的角频率大于波长的临界角频率时，电磁波可在波导中传播，反之，波导是截止的。
临界角波数决定于波导的截面形状和尺寸。
二、 金属波导的波阻抗金属壁是由良导体构成而非理想导体，因此电磁波在波导中传播时一定会有功率损耗，从而造成电磁波沿传播方向上的衰减。
