微波技术基础完整—第9次课ppt课件

微波技术基础，詹明周电子科技大学电子工程学院地点：清水河校区科研楼c05电话： 61831024邮件： mzzhan .本课内容，模式波形的正规特性对称性正交性不均匀引起的模式耦合(边界条件的变化)奇偶校验禁止规则(模式是否被激励的基准)， 证明为联络练习题，2.6波导的正规特性，模式：可独立存在于模式即波导系统中的波导分布。 不同模式之间的彼此独立且单独存在，或同时满足边界条件的独立特性解可被称为一个模式。 同轴线： TEM、TEmn、TMmn，全部模式矩形波导： TEmn、TMmn某个波导系统(部分介质填充的金属波导):EHmn、HEmn、2.6波导的正规特性，正规：所有模式的集合的总称。 以金属波导为例，金属波导的正规模包括无数结构不同的TEmn和TMmn模式。 正规重要特性：对称性、正交性、完整性、对称性：正规电场和磁场相对于时间具有对称性和对称性1 .正规电场和磁场波函数相对于时间t具有对称性函数和对称性函数，即2 .正规电场和磁场波函数相对于纵轴z具有对称性. 横向电场Et和纵向磁场Hz是坐标z的对称函数，横向磁场Ht和纵向电场Ez是坐标z的反对称函数，电场和磁场同时满足上述数学式对称性是，2.6波导的正规模的特性，下标1为z方向的情况，下标2为-z方向的情况下，下标m为模式指数，m=m，n，实数，虚数，结论：正规规模的电场和磁场的横向成分或纵向成分相互同相，横向成分和纵向成分为90相位差(系数j ) 在正规规模下，运输能量。 在截止模式下，变换z没有编码问题，仅时间对称关系： Em为实数，Hm为虚数，两者的相位差为90。 因为体现了能量的交替转换，所以截止模式和消失模式不是传递能量，而是虚功，是储藏。 研究、2.6波导的正规特性、对称性用途的原因：麦克风方程本身的对称性和规则波导本身的对称性。 使用波导的激励、不连续性等问题。 思考：以对称性再次证明了第一章的1.1练习问题，2.6波导的正规特性、正交性一般来说，波方程具有一定的正交性。 当场的一般性解被表达为模式的叠加时，模式的正交性在考虑功率问题时是特别重要的。在正交性的两个模式之间存在能量交换称为“结合”，没有能量交换称为“无结合”或“正交”。 一般而言，用I和j表示两个特定模式，波导的正交规模通过以下五种形式：(1)的垂直场正交来表示：本征函数具有正交特性，并且本征函数具有波导的正交规模也具有正交特性。，2.6波导的正常特性在波导截面s积分，(2)在横向电场正交(3)模式间正交，但实际上横向电场正交(4)功率正交1，2.6波导的正常特性也在波导截面s积分，在波导截面s积分， (6)横纵电场正交不同的模式的横纵电场也正交的多个模式能够并存的根据2 .(5)模式函数的正交性功率的正交性是(正规化)、(2.6波导的正规化的特性，本证方程的本机振荡函数具有正交性，特征值不同的特征函数的积是波导截面积分为数学基础。 另外，不同模式的电场和磁场不能产生功率、模式的独立性，没有相互作用的提供了同时多模共存的依据，证明了功率的正交性，a、b、c、d有两个不同的模式I和j。从点乘a减点乘法b获得的、从点乘c减点乘法d获得的两个星形加上当前考虑的波形，其中ij都是正波，得到的、ij是正波与反波，得到的、加法和减法后，证明功率正交性。 其他正交性请根据麦克斯韦方程式和格林常数方程式、方差定理等进行证明，增加理解。思考问题：简并模式是否具有电力正交性？ 矩形波导的TE11和TM11具有功率正交性，但是当m和n增加时，它们可能不正交。因为，如上所述，完整性是波导的正常规模或本征函数的乘积，并且本征函数不完整，因此，正常规模不可避免地完整。 波导中的任何电磁场可以表示为规模的叠加，即规模的展开方程式。波导中任意电磁场的横向电场可以表示为(向正z方向传播时) :系数和可利用的正交关系决定为决定傅立叶级数的系数。 TE模式或TM模式。 还可以将、2.6波导的正规特性写为上式中和的被称为第I模式的模式电压和模式电流。 在波导中传输任意场时，传输的总功率是、2.6波导的正规规模的特性，其结果可知，在波导中传输任意场时的总功率等于按正规规模传输的功率的合计，各模式间没有能量耦合。 如在前面讨论的色散波导系统中，对于TE和TM模式的矩形波导或圆形波导，场解分量可能存在的完整格式通常表示为f并且定义了误差函数， 变换求系数式，2.7不均匀性引起模式耦合，显示出正交性只存在于没有均匀性的传输系统的不均匀性引起模式间的能量。 不均匀性横截面在z方向变化截面边界条件变化，或者介质局部导入等。 以矩形波导为例，其交叉功率为，a， 由于交叉功率积分I对积分区域从a变为a，所以即使在图案编号m1m2的不同的两个图案中，I对x的积分也不一定等于零，因此m1m2、n1n2的不同的图案由于金属片的插入，图案编号m不同的图案之间可能发生能量交换由于原来的边界条件下的正交固有函数对新的边界条件不再正交，出现了图案间的结合。 在均匀区中，当波导系统传播单个主模式时，到达不均匀区激发高阶模式。 2.7不均匀性导致模式耦合，模式之间的耦合意味着能量的迁移，这是微波技术中的一个重要问题，在不均匀区域可激励传播的场模式为传播条件：c； 激励条件：奇偶校验禁止规则。 传输系统中的第I和第j图形之间的交叉功率为：2.8奇偶校验禁止规则，根据本节所述的图形正交定理：导入正交横场，2.8奇偶校验禁止规则，正交正交正交标准化条件，进而根据图形的完备性，在传输系统中也就是说，乘以上式的两侧，在s内进行积分，2.8奇偶校验禁止规则，关心的是什么样的条件呢，根据场的对称性，对于某个对称面，根据其空间对称性，使场为对称(偶)场和对称(奇)场这2个场如果对某个对称面有相反的对称性(一个是奇，另一个是偶)，现在就要说明其物理意义，给予奇偶禁止规则：1.f设定外来激励场，以在传输系统中制定某种必要的模式为目的，称之为传输系统的“激励”。、2.8奇偶校验禁止规则、2 .激励场可以展开为各正交模式场的重叠，系数表示该模式的相对大小。 如果是这样的话，在这样的激励条件下，表示模式不存在或者被称为“禁戒”。 结论：激励场和激励场具有相反的对称性(一个是奇，另一个是偶)，这种模式被禁戒，这就是奇偶禁戒规则。 一般的奇偶校验禁止规则可以归纳为两种语言：对称(偶)激励不能引起反称(奇)模式的反称(奇)激励不能引起对称(偶)模式。 还应当注意，在具体应用、2.8奇偶校验禁止规则时，关于1、场对称的特定对