波导管壁电流

TE10模式场表达式
Hz
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H0
cos???
?a
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j?z
Hx
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j?
a
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H0 sin????a
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Ey
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H0
sinቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ??
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x??e? ?
j?z
Ey 沿x方向呈正弦驻波 分布
沿y 方向不变
沿z方向为行波
矩形波导管壁电流 1、定义：当波导内传输电磁波时，波导内壁上将会 感应高频电流，称为壁电流。 2、研究管壁电流的意义：壁电流与场结构密切相关， 场结构决定管壁电流的分布，反过来，管壁电流也决 定场结构的分布。对于波导的激励、波导参数的测量 以及波导器件的设计都需要了解和利用管壁电流的分 布。
对于不同的传输模式，都有其各自对应的壁电流分布。从所画 出的TE10模电流的分布形态可以看出，波导内壁面上的电流似 乎在流入流出位置上发生中断，实际上它是靠着相对壁面间的 位移电流连续的。
开槽问题
若窄缝是沿电流取向，它将不会影响或极少影 响场强的分布；
若窄缝切断了管壁电流，则场型将被扰乱，其 结果将会引起辐射和管内波的反射等现象。
在X=a的侧壁上
窄壁面
在y=0的下壁面上
与Hx对应的Js为: 与Hz对应的Js为:
宽壁面
在y=b的上壁面上
与Hx对应的Js为:
与Hz对应的Js为:
结论：在y＝0和y＝b的
宽壁上管壁电流相反， 电流密度既有 z分量，也 有x分量，电流密度是 x 的函数
宽壁上面
根据对各个方向管壁电流值得分析得出如下管壁电流分 布形态图
目
1 矩形金属波导
录
2 矩形金属波导在主模TE10模下
电磁场
3 管壁电流分布
4 开槽问题
矩形金属波导
由金属材料制成的、矩 形截面的、内充空气介质的 规则金属波导的统称。 结构简单，机械强度大，其封 闭的结构可以避免外界干扰和 辐射损耗，又因为它无内导体， 所以导体损耗低，功率容量大。
目前的大功率的微波系统 中常采用矩形波导作为传 输线和构成微波元器件。
非辐射性 槽
辐射性 槽
管壁电流的求解：
J H （1）? n? s
i
n为波导内壁面的法线方向单位矢量 H i为波导内壁面上切线方向磁场
TE10模的磁场表达式：
H H ? Z
（2）
COS ( ? x )
0
a
H
?
x
j? a ?
H
sin(
0
?x )
a
管壁电流的分布
由（1）式知，只要知道波导表面切向磁场的分布，就 可得出管壁电流分布， 通过对各个方向电流的求解，分析出与TE10模相对应的波 导内壁上一瞬间的壁电流分布形态。 在X=0的侧壁上