有關微波截止波長-泰州勝達機電科技有限公司

2010

09-10

16:16:15

 799

來源：泰州勝達機電科技有限公司

1 為什么只有的波才能在波導中傳輸

答：導行波系統中，對于不同頻率的電磁波有兩種工作狀態——傳輸與截止。介于傳輸與截止之間的臨界狀態，即由所確定的狀態，該狀態所確定的頻率稱為截止頻率，該頻率所對應的波長稱為截止波長。

由于只有在時才能存在導行波，則由可知，此時應有

即

所以，只有或的電磁波才能在波導中傳輸。

2 何謂工作波長，截止波長和波導波長？它們有何區別和？

答：工作波長就是TEM波的相波長。它由頻率和光速所確定，即

式中，稱為自由空間的工作波長，且。

截止波長是由截止頻率所確定的波長，且

波導波長是理想導波系統中的相波長，即導波系統內電磁波的相位改變所經過的距離。波導波長與的關系為

3 何謂相速和群速？為什么空氣填充波導中波的相速大于光速，群速小于光速？

答：相速是電磁波等相位點移動的速度。群速是電磁波上某一恒定相位點移動的速度。

根據平面波斜入射理論，波導內的導行波可以被看成平面波向理想金屬表面斜入射得到的，如圖所示。從圖中可以看出，由于理想導體邊界的作用，平面波從等相位面D上的A點到等相位面B上的M點和F點所走過的距離是不同的，。但在相同的時間內，相位改變量相同。這必要求沿即Z軸方向的導行波的相速比沿方向的平面波的相速大。對于空氣媒質，則有。

從圖中還可以看出，平面波從A傳到M點，但其能量只是從A傳到E點，顯然，故能量傳播的速度。對于空氣媒質，，根據相對論，任何物質的運動速度都不能超過光速，所以，群速這一體現電磁波物質特性，表征電磁波能量傳播快慢的物理量的確小于光速。

4 何謂波導的色散特性？波導為什么存在色散特性？

答：波導中波的相速和群速都是頻率（活波長）的函數。這種相速隨頻率的變化而改變的特性稱為波的色散特性。因此，波導中傳輸的導行波屬于色散型波。

波導中電磁波產生色散的原因是由波導系統本身的特性所導致的，即波導傳輸結構特定的邊界條件使得波導內只能傳輸這種相速與頻率有關的導行波。

5 矩形波導中波型指數m和n的物理意義如何？矩形波導中波型的場結構的規律怎樣？

答：m，n表征不同的導行波型的電磁場結構模式。m代表沿x方向場量變化的半駐波數;n表示沿y方向場量變化的半駐波數。根據m，n與和的關系可知：對于TM波，由于，所以m，n都不能同時為零，故沒有TM，TM，TM場型;對于TE波，由于，所以m，n都不能同時為零，即沒有TE場型。并且由于m，n代表的是沿x和y方向的半駐波個數，所以很容易由基本場結構“小巢”TE，TE，TE，TM構造出其它場型的場結構，只不過是沿x或y方向增加若干個TE，TE，TE，TM的“小巢”而已。

6 矩形波導中的，，和有何區別于？它們與哪些因素有關？

解：

（1）相速

其大于媒質中的光速，與波導的口面尺寸，電磁波的頻率（或波長），波導中的媒質及媒質中的光速有關。

（2）群速

其小于媒質中的光速，與頻率，波導的口面尺寸，波導中的媒質及媒質中的光速有關。

群速，相速，光速的關系是

（3）截止波長

它與傳輸模式，波導的截面尺寸有關。

（4）波導波長

它與工作波長（頻率），截止波長有關。

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