标准矩形波导管数据

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矩形波导中波模截止频率

C2 cos ky y D2 sin ky y
C3 cos kz z D3 sin kz z
诸C、D为常数
矩形谐振腔驻波解
Ex x x0 0 Ex y0 0 Ex z0 0 Ey x0 0 Ey y y0 0 Ey z0 0 Ez x0 0 Ez y0 0 Ez z z0 0
2．高频情况
高频情况场的波动性明显，电容、电感等概念一般不再适用，线路中电流也具有波动性，电压概念不再适用于高频情况，电路方程求解一般不适用。
在有线通讯中，高频电磁波若用双线或同轴线传输，能量因热损耗损失严重。在高频情况常常用一根空心金属管（波导管）传输电磁波，多用于微波范围。
波导：利用良导体制成的中空管状传输线（主要传输波长在厘米数量级的电磁波）。 wave guide
y

Ez

A3 sin kx x sin k y yeikzz
b
m n kx a ky b
z
（m、n 整数）
a
x
kx2 ky2 kz2 2
kx A1 ky A2 ikz A3 0
诸 A 可以为复数，即电场各分量之间可以有相位差
每一给定： n, m
有两种独立传播模式
kx

m L1
ky

n L2
kz

p L3
m、n、p 为整数
电场各分量的 m、n、p，每一组表示一种本征模式
矩形谐振腔波模性质
Ex A1 cos(m x / L1) sin(n y / L2 ) sin( p z / L3)
Ey A2 sin(m x / L1) cos(n y / L2 ) sin( p z / L3)

矩形波导中导行电磁波的观测

与负载有关，较 Q0 为小；耦合孔越大，β1、β2 越大，QL 越低。
谐振腔的固有品质因数 Q0 可用下式作近似估计：
Q0
≈
1 δ
⋅V S
（18）
式中，δ 为腔壁趋肤深度；该式表明：Q0 与腔体积 V 成正比，与内壁表面积 S 成反比；
比值 V/S 越大，Q0 的值也越大。从物理上看，大致可以这样解释：V 大则储能多，S 小
Q
=
ω0Hale Waihona Puke ⋅谐振腔内总储能＝W储
每秒耗能
W耗
⋅ ω0
（13）
式中 ω0＝2πf 为谐振角频率，W 耗是每秒的能量损耗，它不仅指腔壁的电阻损耗及腔内的介质损耗，而且指谐振腔通过耦合元件与外界耦合而耗散于负载的辐射损耗。
参看图 11 传输式谐振腔，如果腔内的介质损耗可以忽略（如腔内部介质是空气），则 W 耗是指腔壁电阻损耗和通过两个耦合孔的辐射损耗，此时腔的有载品质因数 QL 为：
式中 c 为真空中的光速。振荡模式：由 TE10 波波导两端封闭而成的谐振腔，腔内的电磁场分布必须用三个
脚标来描述，把它记为 TE10p，称为振荡模式。振荡模式应理解为振荡腔中的某种振荡状态（某种确定的电磁场分布）。脚标 P 表示场沿谐振腔长度上的半波数。
当 P＝1 时 TE101 矩形谐振腔的电磁场结构如图 9 所示。
10 厘米至 1 厘米）和“毫米波”（波长为 1 厘米至 1 毫米）。波长在 1 毫米一下至红外
线之间的电磁波称为“亚毫米波”或超微波，这是一个正在开发的波段。
微波有以下几个主要特点：
（1）微波波长很短，它和几何光学中光的特点很接近，具有直线传播的性质。利用
这个特点，就能在微波波段制成方向性极高的天线系统，也可以收到地面和宇宙空间各

第八章矩形波导复习资料0604

第⼋章矩形波导复习资料0604第⼋章矩形波导1. 波导中的传播条件：f>fc 或λ<λc2. 矩形波导能传输TM 波和TE 波，不能传输TEM 波。

3. 矩形波导中：TEmn 模：m 和n 皆可取0，但⼜不能同时为0 TMmn 模。

显然，m,n 皆不可能为0，故最低阶模为TM11其中：m 表⽰电磁场沿波导宽边a 分布的半波数的个数，n 表⽰电磁场沿波导窄边b 分布的半波数的个数。

当m 和n 取⾮零值时，TMmn 模和TEmn 模具有相同的截⽌参数，这种现象称为模式简并，相应的模式称为简并模式。

例如，TM21模和TE21模是简并模式。

4. 波长①⼯作波长λ：定义：微波振荡源所产⽣的电磁波的波长。

v f λ==若填充空⽓，则8310/v c m s ===? 若填充r ε的介质，则v =②波导波长λg ：在波导内，合成波沿的等相位⾯在⼀个周期内所⾛过的路程定义为波导波长λg 。

2g πλβ==③截⽌波长λc ：电磁波处于能传输与不能传输的临介状态，此时对应的波长称为截⽌波长，对应的频率叫截⽌频率,fc.(或定义为：导⾏波不能在波导中传输时所对应的最低频率称为截⽌频率，该频率确定的波长称为截⽌波长。

)g λλ>c cvf λ==c c v f λ=5.传播速度若填充空⽓，则8310/v c m s ===? ，若填充r ε的介质，则v =①相速度vp ：定义p v ωβ== 或p g v fλ=p v v >②群速度vg ：群速度（能速）就是电磁波所携带的能量沿波导纵轴⽅向（z 轴）的传播速度。

g v =2p g v v v = g v v <6.⾊散现象：传播速度与频率有关的现象时延失真：波导传输频带内各不同频率的信号传输时间不等，造成信号失真，这种失真称为时延失真。

7. 波阻抗：波导中某种波型的阻抗简称为波阻抗。

定义为波导横截⾯上该波型的电场强度与磁场强度的⽐值。

TM波的：x TM y EZ H ==TE 波: TE Z =⽆界空间中的波阻抗:η=空⽓中：0120377ηηπ===Ω介质r ε中：0rηηε= 8.什么是模式简并？9. 场结构的定义：⽤电⼒线（实线）和磁⼒线（虚线）来表⽰场强空间变化规律的图形。

交流信号的几种常用参数测量(仪器说明)

主菜单-光标测量-手动方式
④．移位旋钮移动光标定位在待测波形待测位置 ⑤．获得测量数值：（时间以屏幕水平中心位置为基准，电压以通道接地点为基准）显示光标 1或2 位置的电压或时间值显示光标 1、2 的水平间距（△X）：即两光标间的时间值。显示光标 1、2 水平间距的倒数（1/△X）。显示光标 1、2 的垂直间距（△Y）：即两光标间的电压值。注：当光标功能菜单隐藏或显示其它功能菜单时，测量数值自动显示于屏幕右上角。 45
18
水平控制区（HORIZONTAL）
转动水平 SCALE 旋钮改变 “S/div（秒/格）”水平档位，状态栏对应通道的档位显示发生了相应的变化。以 1－2－5 的形式步进。 Delayed（延迟扫描）快捷键：按下水平 SCALE 旋钮可以切换到延迟扫描状态，在延迟扫描状态可达到 10ps/div * 。
主菜单-光标测量-追踪方式
光标追踪测量方式是在被测波形上显示十字光标，通过移动光标的水平位置，光标自动在波形上定位，并显示当前定位点的水平、垂直坐标和两光标间水平、垂直的增量。其中，水平坐标以时间值显示，垂直坐标以电压值显示。
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主菜单-光标测量-追踪方式
操作步骤如下： ①．选择光标追踪测量模式，按键操作顺序为： CURSOR → 光标模式 →追踪。 ②．选择光标 A、B 的信源：根据被测信号的输入通道不同，选择 CH1 或 CH2 。若不希望显示此光标，则选择无光标。 ③．移动光标在波形上的水平位置 • 注意：只有光标追踪菜单显示时，才能水平移动光标。在其它菜单状态下，十字光标在当前窗口的水平位置不会改变，垂直光标可能因为波形的瞬时变化而上下摆动。
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主菜单-光标测量

物理名词——精选推荐

27 物理名词f制光圈 X射线绕射 X射线衍射 n型半导体 p型半导体α粒子放射模拟埃安凹摆贝钡泵波秤畴氮电度阀方分缝伏功汞光规硅赫亨极剂计镜矩卡开孔框镭粒力量醚米秒幕囊能拍屏谱气汽铅圈绕热态碳凸图瓦维位物矽隙相像楔心音铀域匝锗轴转溴氘氙氚氡氩氪钋钍钴铍铯锶镤安培安时暗纹凹镜白光薄膜饱和北极贝尔贝克本质比荷闭管编码变化变换标度标积标量冰箱并联波长波导波动波峰波腹波谷波节波列波谱波前波数波形波源布线参量参数侧向测量层流插硕插座叉丝掺杂场强长波长度唱碟唱片唱针超声超压超音超载程差秤杆斥力充电冲量初态储能触发传播传递串联垂直纯音磁棒磁场磁畴磁带磁化磁迹磁极磁键磁矩磁力磁链磁屏磁石磁体磁铁磁性磁学磁域磁滞脆的大气大小带宽单摆单缝单位单元弹簧弹回弹性刀边刀刃导体导线得热灯丝地线点源点阵电表电场电池电导电感电荷电极电键电解电抗电缆电离电量电铃电流电路电能电器电容电势电视电枢电刷电位电学电压电源电震电子电阻调幅调节调频调谐调制叠加定点定律定容定态定温定向定压定则定子动量动能动性端钮短波短路断点断路对焦对流对准扼流发电发散发射发条法拉法线法则反冲反馈反射反相范围泛音方波方位方向放大放电放射非门飞轮沸点沸腾分贝分辨分解分力分量分流分路分钟分子峰值风洞风力敷霜辐射符号伏特俘获浮力浮体复摆复像腹线负荷负极附著干扰干涉甘油感抗感应刚度刚体刚性钢轭杠杆隔热隔声功率供电公制共鸣共振共轴固态固体固相关闭惯量惯性光程光导光阑光谱光束光速光纤光线光心光学光源光闸光栅光柱光子轨道轨迹滚动锅炉过渡过冷毫米核力核能核素核心核子合力合量赫兹亨利横波横向恒力轰击虹膜红移互感互换滑轮划线簧片回波回火回路回扫回声会聚混响活化活门活塞活线火花火箭火线或门基极基频基态基音机理机械机翼机制畸变迹线激发激光激活极化极性集极剂量夹紧夹钳夹子加热加速假力假设假说间隔剪力减速键合键能焦点焦度焦耳焦距矫正角膜接地接通接头接线截段截断截距节点节线结合结晶解码介质金箔紧张进位近点近视浸没晶格晶粒晶面晶体景深颈缩静止径迹净力居里矩臂聚变聚焦距离绝缘均匀卡钳开槽开关开管开路开启康铜抗流刻度空穴空子孔径口径库伦快门扩散烙铁乐器乐音雷姆棱镜厘米离焦离子理论粒子力臂力矩力偶力线连接量程量纲量筒量值量子亮度亮纹裂变裂开零级流体流线路程路轨律音滤泵滤波轮轴螺距螺线螺旋罗盘裸线脉冲漫射米尺密部密度面积描迹秒表秒钟模拟模式膜片摩擦摩尔末态母核目镜钠灯南极内功内聚内力内能能带能级能量逆相凝点凝固凝结凝聚牛顿扭摆扭矩扭力扭曲扭转欧姆拍频排量旁路旁向抛射抛体跑道配电配重喷嘴膨胀碰撞偏差偏向偏压偏振偏转频率贫血平衡平流平移起磁起电器件气垫气膜气态气体气相气楔气压气柱汽点汽化汽压千克千瓦潜热强度切力氢弹倾角取向去磁权重绕射绕转绕组热泵热库热量热流热学热壑韧化熔点熔化熔解容积容抗容量蠕变软铁散光散射扫掠扫描色标色差色码色散闪电闪频闪烁上限烧杯射程射极射频设计伸长声爆声波声道声迹声纳声频声速声学声压声音升华失热失真失重施力施于石蜡石英拾音时基时间时距实深实物实像矢积矢量示踪势垒势能视差视场视角视深视野试管收缩守恒受激输出输电输入输送疏部数据衰变衰减双缝水波水层水平水汽水银瞬态丝极速度速率随机缩小探测套件特性特徵梯度体积天平天线条纹铁粉铁架铁心通量瞳孔同步同相同轴投射投影透镜透明透射凸镜突变图表湍流推力蜕变退磁退火瓦特外功外力外推网路网络微波微调韦伯伪力位错位垒位能位移卫星温标温差温度纹道稳流稳态涡流涡漩钨丝无规物镜物距物态物体吸力吸热吸收吸引稀疏系统细胞细调狭缝下限舷波线流线圈线图相差相斥相角相位响度像差像距像散向积向量小车小时校整校准效率斜率斜面谐音星系形变行波性质修正虚物虚像悬臂旋转压强压缩颜色眼镜衍射阳极仰角遥控曳力液化液体液相以太译码异相因次音叉音调音高音阶音品音色音速音质阴极引力应变应力萤光优值铀矿油膜游丝与门元件元素原长原理原子远点远视跃迁云母云室运动杂质载波载电载量噪音增益栅极张力照亮照明照射折射真空针槽针筒震波振荡振动振幅蒸发蒸气蒸汽整流正极正立正碰支点支枢指针纸带质量质心质子中波中线中性中子终态重力重量重氢重心周期煮沸主轴驻波转变转动转矩转盘转数转轴转子装置锥摆子波子核自感自旋自转字节纵波阻抗阻力阻尼组分组件作用闩锁嬗变氘核砝码黏附黏力黏性耦合蜃景癌细胞安培计凹面镜凹透镜奥斯特八音度白内障白血病半导体半衰期保守力保温套保险丝保真度保真性饱和汽倍加器倍频程本生灯比电荷比例尺比潜热比热容蓖麻油避雷针编码器变压器变阻器标准差表面能波速度波速率波阵面泊松比参考级参考系测高仪测径器测微计测温学场磁体场磁铁场力线场线圈超导体超负荷超高频超声波超声速超音波超音速潮汐能冲击摆冲击波初速度出射角出射线储热器触发器传导率传导性传感器传声器吹风器垂直移磁北极磁场板磁导率磁感应磁化率磁力线磁南极磁通量磁效应大气层大气压带状谱单滑轮单色光弹簧秤倒换器倒立的导出量导电率导热率等势的等势面等势线等位的等位面等位线等温线等压线低电压滴定管地震波点电荷点质量电池组电池座电磁波电磁矩电磁力电磁体电磁铁电磁学电动机电动势电感器电功率电共振电解的电解质电介质电离层电离能电离室电力网电力线电力站电流计电路板电暖炉电容率电容器电势差电势能电位差电位能电压降电源箱电振荡电子伏电子管电子枪电子束电子学电子云电阻率电阻器叠片的定滑轮定率计定态波动滑轮动力学动量矩动摩擦断路器额定值扼流圈二极管二进制发电厂发电机发热器发散镜发射极发射率发射谱反粒子反射比反射角反射线反相器反应堆反作用方解石方框图防冻剂防护屏放大的放大镜放大率放大器放射尘放射系放射性放射学放射源放映机非或门非稳态非与门分辨率分层的分光计分流器分束器分压器分压强分子力蜂鸣器风速计辐射计辐射器辐射体辐向场氟利昂伏特计副电流副电压副绕组副线圈负电荷负端钮负反馈负离子附著力感光片感应器高电压高度计高温计高压锅隔热的给予体功函数功率计弓形波共价键共面力共鸣管共振器惯性秤惯性系光程差光导管光电池光电流光电子光电阈光幻象光具组光敏的光敏面光谱管光谱级光谱线光谱学光谱仪光圈数光线图光线箱光行差过饱和毫安计耗尽层耗散力荷质比核反应核废料核辐射核聚变核裂变核能级核武器核子数合矢量合速度合位移合向量横向的恒速度恒速率恒温器宏观的红外线互感应滑轮组化油器缓冲器缓和剂换能器换向器回复力会聚镜汇电环活化能活性核火警钟或非门基本量机械波机械能激发能激光器激光束激活能极限角集电极剂量率计时器计数率计数器继电器加法器加热器加速度加速器假接地价电子检流计剪模量剪应力减速度减速剂降压器焦耳计焦平面交流电脚踏泵角冲量角动量角宽度角频率角速度角速率角位移角运动接触角接触力接合器接目镜接受体接物镜接线柱截面积结合能结晶的解码器介电的金属键金属珊近地点近日点晶体管晶体学晶状体静电计静电键静电学静力学静摩擦径向场聚光器聚乙烯绝热的绝缘体卡路里开尔文坎德拉抗磁性抗流圈抗挠性可见度可见光空气柱孔脱管控制棒赖曼系雷诺数冷凝器冷却剂离心机离心力离子对离子键离子偶立体声力常量力常数力偶矩连续波连续谱量热器量子化量子数临界点临界角灵敏度灵敏值硫化镉掠入射掠射角螺丝钉螺丝批螺线管螺旋形逻辑级逻辑门逻辑值洛埃镜马赫数漫反射毛细管明晰圈摩擦力末速度母核素耐热的内电阻内聚力镍铬线凝固点凝结点凝结核凝聚核牛顿环扭应力扭转角浓缩铀欧姆计偶极矩偶极子帕斯卡帕邢系排水罐抛射体佩林管喷雾器膨胀率皮托管偏向角偏振波偏振光偏振角偏振面偏振片偏振器偏振栅偏转板偏转管频闪仪平衡臂平衡锤平衡点平衡力平面波平面镜平行力曝光量漆包线起电盘起动器气动力气泡室气压计汽化点汽化器汽密度千瓦时千瓦特迁移率乾电池前进波潜望镜切入射切应力球面波球面镜球轴承曲面镜屈服点屈光度驱动力全反射全息术全息图全息学燃料棒绕射角绕射线热传导热传递热电堆热电偶热辐射热交换热绝缘热平衡热容量热损耗热吸收热效应热阴极热增益热转移韧性的入射点入射角入射线软弹簧软铁心三极管三脚架三棱镜三态点三相点散热器散射角色散率摄氏度伸长度深测器甚高频声强度声强级升压器施力点湿度计十进制十字丝石松粉拾音器实焦点实膨胀实物体示波器示踪物势梯度视错觉视膨胀视频率视网膜守恒力受激态输电缆数量级数字的衰变率双滑轮双极的双稳器双线摆双折射双重线水波槽水平移水压机水蒸气水蒸汽顺磁性速度比随机性太阳能碳颗粒探测器特徵谱特徵线体温计条形码铁磁性铁丝网铁支架听觉阈同位素同轴线投射角投射器投影机透镜座透射比凸面镜凸透镜图解法推进器蜕变率瓦特计外推法弯液面弯月面万花筒望远镜微安计微观的微音器维量法位梯度温度计稳定态稳流器稳压器涡电流涡轮机无规性无视差无向积无向量物理量物质波吸热剂吸热器吸声板吸收比吸收谱吸收体吸音板希沃特弦音计显微镜线动量线状谱相对论相对性相干的相矢量相位差相向量橡胶管向心力消色差谐运动谐振荡虚焦点虚物体蓄电池旋转台压强计压缩率亚声速亚音速烟雾盒延性的沿轴的衍射角衍射线验电板验电器扬声器摇摆机耶格法液晶体易碎的逸出功译码器异或门因次法音叉臂引力场引力势应变规应变计萤光幕萤光屏硬挺度硬橡胶硬质胶永磁体游标尺逾电压与非门原电流原电压原绕组原线圈原子弹原子核原子键原子论原子能圆形波跃迁能匀速度匀速率运动学匝数比载荷子噪音级闸流管展性的张应变张应力障碍物照相机折射角折射率折射线真空泵真空管真膨胀真值表振荡器振动器蒸气压蒸汽机整流器正电荷正端钮正反馈正离子正入射正弦波直流电直线波指南针指示器制动器质量数质谱仪质子数中和点中微子中子数钟形罩重力场重力势重氢核周期表轴向场轴向的主焦点柱面镜转动能准确度准直管准直仪紫外线子核素自发的自感应自由程自由度阻挡层阻档层阻尼力作用力作用量作用线忒斯拉猝灭剂黏滞的黏滞力黏滞性鳄鱼夹阿普顿层安培小时安全装置按钮开关凹凸透镜巴耳末系巴尔通摆百分误差半波整流半镀银镜半加法器半透明幕半透明屏傍轴光线饱和电流饱和汽压饱和蒸气贝克勒耳倍增过程本底辐射比对实验比辐射率比例常量比例常数比热容量闭合电路闭环增益扁平线圈变速运动标上刻度标准电池标准偏差标准误差表观膨胀表观频率表观失重表观重量表面加膜表面张力并联电路并联共振玻尔半径玻尔理论玻尔原子玻璃纤维波动图形波前分割不平衡力不透明的不相干的布喇格角布喇开系布朗运动部分偏振操作电压测温性质查德威克查理定律超导电性超高电压赤道轨道抽成真空触发输入穿透本领穿透能力穿透深度传播方向串联电路垂直分量垂直距离垂直偏转纯半导体磁场强度磁化电流磁化作用磁性材料磁子午线次级发射粗粒麦粉醋酸戊酯大气压强带电粒子带状光谱单位温度单位质量单向电流单向电路单向反射弹性常量弹性常数弹性极限弹性模量弹性碰撞弹性形变弹性滞后导出单位等容过程等时振荡等温过程等效电感等效电容等效电阻等压过程等压膨胀滴定管架第二级谱第一级谱点阵间隔点阵间距电场强度电场图形电磁波谱电磁触点电磁辐射电磁感应电磁振荡电感电路电感线圈电荷分布电荷密度电荷守恒电话听筒电解质的电离电流电离电势电离电位电离电压电离作用电力分站电流放大电流脉冲电流密度电流强度电流天平电流增益电路符号电容电路电容耦合电势差计电位差计电压增益电晕放电电子伏特电子能级电子漂移电子绕射电子雪崩电子衍射电子跃迁电阻分量电阻线圈叠加原理叠影效应定常流动定时开关动量守恒动态电阻动态平衡读数误差端部修正对的产生对照实验对正碰撞多次反射多缝干涉多用电表惰性气体扼流电路遏止电势遏止电位二进位制二进位组发热元件发散透镜发射光谱发射谱线法向应力反常膨胀反电动势反馈电阻反射波前反射定律反射光栅反相输入反向电流反向偏压反作用力范德华力方均根值防盗警钟放射疗法放射强度放射衰变放射现象放射性核非保守力非常光线非惯性系非结晶的非偏振波非偏振光非守恒力非稳态的分子极化分子间距分子结构分子运动分子撞击峰值电压辐射防护辐射热计符号法则浮体原理负供电轨负接线柱干涉图形感生电荷感生电流感生电压感应起电感应生热刚度系数刚性模量高能粒子高斯定理跟随电路功率损失功率因数供电设备共发射极共模电压共振频率共轭焦点固有频率惯性质量贯穿本领贯穿能力贯穿深度光测弹性光导纤维光电效应光密介质光谱分析光疏介质光学厚度光学密度光学平度光学系统光学仪器轨道电子滚动摩擦滚珠轴承海市蜃楼毫安培计核反应堆核外结构黑体辐射横向倒置横向放大恒加速度恒角速度恒速运动红外辐射虎克定律滑动触头滑动接触滑动摩擦滑线电桥化石燃料环形电路环形线圈环状线圈缓冲电路换向开关簧片按键簧片开关恢复系数回复力偶回复转矩回旋半径回转半径会聚透镜混响时间霍耳电压霍耳效应击穿电势击穿电位基本单位基极电流机械利益机械效率机械振荡激发电势激发电位激发电压激光材料极限摩擦集成电路集极电流几何光学家居电路尖端作用检偏振器检验电荷简谐运动剪切模量剪切强度焦点对准交变电压交流电压角度放大角放大率角加速度角向运动接触面积接触起电解像能力介电常量介电常数介稳态的金属疲劳晶体点阵晶体格子晶体绕射晶体衍射静态电阻静态平衡静止状态镜面反射径向分量聚焦控制聚乙烯片绝对零度绝对温标绝热过程绝热膨胀开氏温标抗断强度抗流电路抗扭强度抗屈强度抗性分量抗张强度可变电阻可变光阑可变速度可变速率可变增益可见光谱可逆过程可听讯号可压缩性克罗瓦盘空气动力空气阻尼孔径张角控制系统控制栅极库伦定律扩散云室拉伸应变拉伸应力赖曼光谱楞次定律冷却曲线冷却系统冷却效应冷却修正离子结构理想机械理想气体粒子运动力的分解力多边形力矩原理力三角形连锁反应连续光谱量纲分析临界速度临界温度临界质量临界阻尼临阈电压临阈频率临阈强度零点校正硫化作用漏泄电流滤波电路螺钉起子螺旋弹簧螺旋法则逻辑电平洛伦兹力满标偏转毛细上升毛细下降毛细现象毛细作用米尺电桥密堆积的面膨胀率面偏振波模拟实验模拟讯号模拟转换摩擦生电摩擦系数摩尔体积能量递降能量均分能量守恒能量输出能量输入能量退降能量转换能量转移年代测定牛顿力学牛顿流体扭转常量扭转常数扭转振荡欧姆导体欧姆定律偶的产生帕邢光谱抛体运动泡筏模型喷气推进膨胀系数偏压电路偏转系统漂移速度频率调制频率响应平凹透镜平底烧瓶平衡电桥平衡间距平衡条件平均速度平均速率平流电路平面偏振平凸透镜平行光线平移动能屏蔽导线普用支架起动电压起动电阻起偏振角起偏振器起重磁铁气垫导航气体强压气压定律千瓦时计千瓦小时乾电池组强度控制桥式电路切变模量切变强度切向分量球对称的球面透镜球面像差曲率半径曲率中心驱动电池驱动电路驱动频率全波整流全加法器全内反射绕射光栅热电动势热电效应热核反应人工放射人工蜕变刃形支承入射波前瑞利判据三脚插头三角棱镜散热系统散射模拟扫描速度色散本领色散能力摄氏温标射极电流设定开关声响导航声响模糊失效时间施感电荷施感电流时基控制时间常量时间常数实验台垫矢量加法市电电源市电频率视觉调节授受起电受激发射受激能级受激吸收受迫振荡受体掺杂受体杂质输出电流输出电压输出功率输出特性输入电流输入电压输入电阻输入功率输入特性数模转换数字显示数字讯号衰变产物衰变常量衰变常数衰变定律衰变模拟衰变曲线双凹透镜双金属片双凸透镜双稳电路双稳态的双向开关水力发电水平分量水平偏转瞬变电流瞬变电压瞬时电流瞬时电压瞬时速度瞬时速率顺序逻辑塑性形变随机误差随机游动随机运动随遇平衡探察线圈逃逸速度特性曲线特徵光谱特徵谱线蹄形磁铁天线网路条纹图形听频范围通量密度同向碰撞同轴电缆透镜公式透射光线透射光栅椭圆轨道完整电路万用电表望远镜座微安培计微波仪器微电子学微分方程尾追碰撞卫星通讯温差电堆温差电偶温度计泡温度梯度温室效应稳定平衡涡流损耗涡流阻尼无定形的无规行走无规运动无视差法无线电波无重状态物理光学物理性质物态变化物态方程吸收本领吸收光谱吸收能力吸收谱线吸收系数系统误差线偏振波线性胀率线状光谱相长干涉相对密度相对速度相对运动相互作用相位常量相位常数相位超前相位滞后相消干涉响应时间向量加法硝酸铀醯消色差的消色差光行星运动蓄电池组旋转运动选择吸收寻常光线压缩气体压缩系数亚稳态的眼球模型衍射光栅杨氏模量液体压强遗传效应因次分析音调高度阴极射线引力常量引力常数引力势差引力势能引力质量硬橡胶棒硬质胶棒永久磁铁有槽砝码有机玻璃有效数字有效质量宇宙辐射原子半径原子核的原子间距原子间力原子间势原子间位原子结构原子密度原子模型原子序数原子直径原子质量圆形波前圆形脉冲圆形碳纸圆周轨道圆周运动云室径迹匀加速度匀强磁场匀强电场匀速运动杂散电容暂时磁体暂时磁铁噪音污染增益控制栅极控制照相底片折射波前折射定律折射棱角真空放电真实气体振荡电路振荡中心振幅调剂振幅分割蒸发致冷蒸气密度正供电轨正接线柱正向电流正向偏压直线波前直线传播直线脉冲直线运动纸带图表致断应力质点运动质量亏损质能关系滞后现象中性平衡终端速度终端速率重定开关重力势差重力势能周期运动柱面凹镜柱面透镜柱面凸镜驻留轨道转动惯量转动矢量转动向量紫外辐射自动对焦自动聚焦自发发射自发蜕变自然频率自由电子自由空间自由落体自由下落自由下坠自由振荡纵向放大阻尼谐动阻尼谐振阻尼振荡组合逻辑最大误差最小偏向轫致辐射黏滞流动黏滞系数黏滞阻力耦合振荡奥氏黏度计巴耳末光谱半波整流器半圆玻璃块饱和蒸气压本徵半导体扁平螺线管标准大气压并激电动机并绕电动机波粒二象性波粒二重性波义耳定律波阵面分割铂阻温度计伯努利定律泊肃叶公式不可逆过程不稳定平衡布喇格定律布喇格平面布喇格绕射布喇格衍射布喇开光谱部分偏振波参考座标系掺杂半导体冲击电流计冲击检流计串激电动机串绕电动机垂直轴定理磁带录音机磁感应强度磁通量密度磁通匝链数醋酸酯条片存储电容器大爆炸模型单迹示波器单原子分子弹性应变能德布罗意波第二级光谱第一级光谱电池充电器电磁感应圈电动机法则电感性分量电介质极化电介质强度电流放大器电流灵敏度电容性放电电容性分量电压比较器。

周炳坤激光原理课后习题答案

《激光原理》习题解答第一章习题解答1 为了使氦氖激光器的相干长度达到1KM ，它的单色性0λ∆应为多少？解答：设相干时间为τ，则相干长度为光速与相干时间的乘积，即c L c ⋅=τ根据相干时间和谱线宽度的关系 cL c ==∆τν1又因为 0γνλλ∆=∆，00λνc=，nm 8.6320=λ由以上各关系及数据可以得到如下形式：单色性=0ννλλ∆=∆=cL 0λ=101210328.61018.632-⨯=⨯nmnm解答完毕。

2 如果激光器和微波激射器分别在10μｍ、500nm 和Z MH 3000=γ输出1瓦连续功率，问每秒钟从激光上能级向下能级跃迁的粒子数是多少。

解答：功率是单位时间内输出的能量，因此，我们设在dt 时间内输出的能量为dE ，则功率=dE/dt激光或微波激射器输出的能量就是电磁波与普朗克常数的乘积，即d νnh E =，其中n 为dt 时间内输出的光子数目，这些光子数就等于腔内处在高能级的激发粒子在dt 时间辐射跃迁到低能级的数目（能级间的频率为ν）。

由以上分析可以得到如下的形式：ννh dth dE n ⨯==功率每秒钟发射的光子数目为：N=n/dt,带入上式，得到：()()()13410626.61--⨯⋅⨯====s s J h dt n N s J νν功率每秒钟发射的光子数根据题中给出的数据可知：z H mms c13618111031010103⨯=⨯⨯==--λν z H mms c1591822105.110500103⨯=⨯⨯==--λνz H 63103000⨯=ν把三个数据带入，得到如下结果：19110031.5⨯=N ，182105.2⨯=N ，23310031.5⨯=N3 设一对激光能级为E1和E2（f1=f2），相应的频率为ν（波长为λ），能级上的粒子数密度分别为n2和n1，求(a)当ν=3000兆赫兹，T=300K 的时候，n2/n1=? (b)当λ=1μm ，T=300K 的时候，n2/n1=? (c)当λ=1μm ，n2/n1=0.1时，温度T=？解答:在热平衡下，能级的粒子数按波尔兹曼统计分布，即： TK E E T k h f f n n b b )(expexp 121212--=-=ν（统计权重21f f =）其中1231038062.1--⨯=JK k b 为波尔兹曼常数，T 为热力学温度。

第八章导行电磁波

圆波导
TE或TM波
光纤
TE或TM波
电磁屏蔽
差好差差好好差
使用波段
> 3m > 10cm 厘米波厘米波厘米波、毫米波厘米波、毫米波光波
二、导行电磁波的纵向场量表达式
设电磁波在无耗媒质中向(+z)方向传播，其角频率为 ,
则其电场表达式可以记为：
v E
v Eme
jt z
由麦克斯韦方程组
➢TE10模和TE20模之间的距离大于其他高阶模之间的距离，因此可使TE10模在大于1.5:1的波段上传播。 ➢为单极化方向波。
➢对于一定比值a/b，在给定工作频率下TE10模具有最小的衰减。
1、TE10场量表达式和场结构将m=1,n=0代入TEmn模式表达式中，可得：
Hz
H0
cos
a
第八章导行电磁波
❖导行电磁波(导波)：沿导波装置(如传输线，波导)传播的电磁波。导行波被限制在有限的空间内传播。 ❖导波装置可以具有不同的截面形状和截面面积。
矩形波导
平行双线
圆波导
同轴线
微带线
❖均匀导波装置：在垂直于导波传播的方向的横截面上，
导波装置具有相同的截面形状和截面面积。
本章主要内容： ❖导行电磁波的一般特性 ❖矩形波导中电磁波的特性 ❖圆柱导波中电磁波的特性 ❖谐振腔分析方法：
式中常数C1 ，C2 ， C3 ， C4 取决于导波系统的边界条件。
由边界条件可知，在导体边界面上，电场切向为零。
Ez x0,a 0 Ez y0,b 0
kx
mπ a
,
m 1,2,3,
ky
nπ b
,
n 1,2,3,

微波技术复习题

微波技术复习题一、填空题1.若传输线的传播常数γ为复数，则其实部称为衰减常数，量纲为奈培/米(Np/m)或者分贝/米(dB/m)，它主要由导体损耗和介质损耗产生的；虚部称为相位常数，量纲为弧度/米(rad/m)，它体现了微波传输线中的波动过程。

2.微波传输线中相速度是等相位面移动的速度，而群速度则代表能量移动的速度，所以相速度可以大于光速，而群速度只能小于或等于光速，且相速度和群速度的乘积等于光速的平方或c23.在阻抗圆图中，上半圆的阻抗呈感性，下半圆的阻抗呈容性，单位圆上为归一化电阻零，实轴上为归一化电抗零。

4.矩形金属波导(a>b)的主模是TE10，圆形金属波导的主模是TE11，同轴线的主模是TEM。

5.若传输线端接容性负载(Z L=R L+jX L，X L<0)，那么其行驻波分布离负载端最近的是电压节点；若端接感性负载(Z L=R L+jX L，X L>0)，那么其行驻波分布离负载端最近的是电压腹点。

6.阻抗圆图是由单位电压反射系数坐标系和归一化阻抗坐标系组成的，其中前者又由单位电压反射系数的模值圆和单位电压反射系数的相角射线组成，而后者又由归一化电阻圆和归一化电抗圆组成。

7.在金属波导截止的情况下，TE模的波阻抗呈感性，此时磁储能大于(大于/小于)电储能；TM模的波阻抗呈容性，此时电储能大于(大于/小于)磁储能。

8.微带线的主模为准TEM模，这种模式的主要特征是Hz和Ez都不为零，未加屏蔽时，其损耗包括导体损耗，介质损耗和辐射损耗三部分。

9.特性阻抗为50Ω的均匀传输线终端接负载R L为j20Ω,50Ω,20Ω时，传输线上分别形成纯驻波，纯行波，行驻波。

10.均匀传输线的特性阻抗为50Ω，线上工作波长为10cm,终端接有负载Z L，Z Lˊ1).若Z L=50Ω，在zˊ=8cm处的输入阻抗Z in=50Ω, 在zˊ=4cm处的输入阻抗Z in=50Ω。

2).若Z L=0，在zˊ=2.5cm处的输入阻抗Z in=∞Ω, 在zˊ=5cm处的输入阻抗Z in=0Ω,当0<zˊ<2.5cm处, Z in呈感性，当2.5<zˊ<5cm处, Z in呈容性3). 若Z L=j50Ω，传输线上的驻波系数ρ=∞。

课件ppt第二章

§2.6 开关和移相器
2.6.1 开关
2.6.2移相器
2
毫米波传输线
§2.1 毫米波传输线与无源器件
导行电磁波的结构就是传输线（广义的）
同轴线（硬同轴线、SMA、K接头等）波导（金属、介质、槽、NRD、H等）微带线（共面线、槽线、微带类等）
传输损耗辐射损耗
同轴线的高次模 c r (b a)
21
毫米波波束波导
§2.1 毫米波传输线与无源器件
波束波导：透镜型和反射镜型
利用毫米波频段的准光特性分析
假设能量集中在主波束中传输
合理选择透镜尺寸，降低绕射损耗
22
§2.1 毫米波传输线与无源器件
毫米波无源器件——传输匹配器件
图2.27 阻抗匹配器的作用
使得视在阻抗与源阻抗匹配，减小驻波。
槽线、鳍线
镜象波导
准光波导
10
20
40
GHz
100
200
30
15
7.5
mm
3
1.5
图2.2 若干毫米波传输线的工作频率范围
5
§2.1 毫米波传输线与无源器件
传输线的基本概念及参数
一般传输线
El E0el
j 传播常数
无耗（理想）传输线
El E0e jl
j
衰减常数
= 相位常数；
(R jL)(G jC)
矩形波导具有“高通”性质
波导波长：
g
0
1 (0 c )2
相速 p cg / 0 c 群速 g c0 / g c
波阻抗：波导中的波型阻抗，横电场与横磁场之比
9
§2.1 毫米波传输线与无源器件
表2.1 若干国产矩形波导数据表

流体力学各无量纲数定义

雷诺数：对于不同的流场，雷诺数可以有很多表达方式。

这些表达方式一般都包括流体性质（密度、黏度）再加上流体速度和一个特征长度或者特征尺寸。

这个尺寸一般是根据习惯定义的。

比如说半径和直径对于球型和圆形并没有本质不同，但是习惯上只用其中一个。

对于管内流动和在流场中的球体，通常使用直径作为特征尺寸。

对于表面流动，通常使用长度。

管内流场对于在管内的流动,雷诺数定义为:式中:(ρ假如雷诺数的体积流率固定，则雷诺数与密度（ρ）、速度的开方（）成正比；与管径（Ｄ）和黏度（ｕ）成反比假如雷诺数的质量流率（即是可以稳定流动）固定，则雷诺数与管径（Ｄ）、黏度（ｕ）成反比；与√速度（）成正比；与密度（ρ）无关平板流对于在两个宽板(板宽远大于两板之间距离)之间的流动,特征长度为两倍的两板之间距离。

流体中的物体对于流体中的物体的雷诺数,经常用Re p表示。

用雷诺数可以研究物体周围的流动情况，是否有漩涡分离，还可以研究沉降速度。

流体中的球对于在流体中的球，特征长度就是这个球的直径，特征速度是这个球相对于远处流体的速度，密度和黏度都是流体的性质。

在这种情况下，层流只存在于Re=0.1或者以下。

在小雷诺数情况下，力和运动速度的关系遵从斯托克斯定律。

搅拌槽对于一个圆柱形的搅拌槽，中间有一个旋转的桨或者涡轮，特征长度是这个旋转物体的直径。

速度是ND,N是转速(周/秒)。

雷诺数表达为:对于流过平板的边界层，实验可以确认，当流过一定长度后,层流变得不稳定形成湍流。

对于不同的尺度和不同的流体，这种不稳定性都会发生。

一般来说，当, 这里x是从平板的前边缘开始的距离,流速是边界层以外的自由流场速度。

一般管道流雷诺数＜2100为层流(又可称作黏滞流动、线流)状态，大于4000为湍流(又可称作紊流、扰流)状态，2100～4000为过渡流状态。

层流：流体沿着管轴以平行方向流动，因为流体很平稳，所以可看作层层相叠，各层间不互相干扰。

流体在管内速度分布为抛物体的形状，面向切面的则是抛物线分布。

《电磁场与电磁波》(第四版)习题集：第7章导行电磁波

第7章导行电磁波前面我们讨论了电磁波在无界空间的传播以及电磁波对平面分界面的反射与透射现象。

在这一章中我们将讨论电磁波在有界空间的传播，即导波系统中的电磁波。

所谓导波系统是指引导电磁波沿一定方向传播的装置，被引导的电磁波称为导行波。

常见的导波系统有规则金属波导（如矩形波导、圆波导）、传输线（如平行双线、同轴线）和表面波波导（如微带线），图7.0.1给出了一些常见的导波系统。

导波系统中电磁波的传输问题属于电磁场边值问题，即在给定边界条件下解电磁波动方程，这时我们可以得到导波系统中的电磁场分布和电磁波的传播特性。

在这一章中，将用该方法讨论矩形波导、圆波导和同轴线中的电磁波传播问题以及谐振腔中的场分布及相关参数。

然而，当边界比较复杂时，用这种方法得到解析解就很困难，这时如果是双导体（或多导体）导波系统且传播的电磁波频率不太高，就可以引入分布参数，用“电路”中的电压和电流等效前面波导中的电场和磁场，这种方法称为“等效传输线”法。

这一章我们还将用该方法讨论平行双线和同轴线中波的传播特性。

7.1导行电磁波概论任意截面的均匀导波系统如图7.1.1所示。

为讨论简单又不失一般性，可作如下假设：（1）波导的横截面沿z 方向是均匀的，即导波内的电场和磁场分布只与坐标x ,y 有关，与坐标z 无关。

（2）构成波导壁的导体是理想导体，即σ=∞。

（3）波导内填充的媒质为理想介质，即0σ=，且各向同性。

（4）所讨论的区域内没有源分布，即0ρ=0=J 。

a 矩形波导b 圆柱形波导c 同轴线传输线d 双线传输线e 微带线图7.0.1 常见的几种导波系统（5）波导内的电磁场是时谐场，角频率为ω。

设波导中电磁波沿+z 方向传播，对于角频率为ω的时谐场，由假设条件（1）和（2）可将其电磁场量表示为()()()(),,,,,,,z z x y z x y e x y z x y e γγ--==E E H H (7.1.1)式中γ称为传播常数，表征导波系统中电磁场的传播特性。

微波技术B10答案

第 1 页共5 页第 2 页共5 页第 3 页共5 页第 4 页共 5 页2分(4) 波阻抗 22120376.8443.3301157w c πλλZ ===Ω⎛⎫⎛⎫-- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭2分3、（本题共10分）求如图所示电路所确定网络的归一化转移矩阵和散射矩阵。

解：将上述电路等效：由二端口网络总的归一化转移矩阵与各部分归一化转移矩阵之间满足计算式：[][][][]123a a a a =所以首先应计算各部分的归一化转移矩阵然后计算总的归一化转移矩阵；第一部分为一段长为λ/4传输线，则可得归一化转移矩阵：[]122cos sin cos sin 044sin cos 022sin cos 44j l j l j a j ll j j πλπλββλλββπλπλλλ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⨯⨯ ⎪ ⎪ ⎪⎛⎫⎛⎫⎝⎭⎝⎭ ⎪===⎪⎪⎪⎛⎫⎛⎫⎝⎭⎝⎭⨯⨯ ⎪⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭ 2分第三部分同第一部分，则有：[][]3100j a a j ⎛⎫== ⎪⎝⎭1分第二部分为并联短路支节等效电路：由0L Z =,则L Y =∞可得：00000002828L in L jY tg Y jY tg l Y Y Y jY Y jY tg l Y j tg πλβλπλβλ⎛⎫∞+⨯ ⎪+⎝⎭===-+⎛⎫+∞⨯ ⎪⎝⎭归一化值为： in Y j =-则可得其归一化转移矩阵：[]2101a j ⎛⎫= ⎪-⎝⎭ 3分则二端口网络总的归一化转移矩阵计算如下：[][][][]1230100101001j j j a a a a j j j -⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=== ⎪⎪⎪ ⎪--⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭2分根据归一化转移矩阵与散射矩阵的关系可得：[]()212a b c d ad bc S a b c d a b c d ⎛+---⎫=⎪+++-+-+⎝⎭2分 2222122222jj jj j j j j j ⎛⎫⎪-+-+⎛⎫ ⎪==⎪-+ ⎪⎝⎭ ⎪-+-+⎝⎭2分 4、（本题共8分）已知填充空气的矩形波导谐振器,其尺寸为：a=20mm,b=10mm,l=24mm,假设腔内存在的谐振模式为TE 10p 的某一种，测得其波导波长为48mm,求此谐振模式的谐振频率？解：方法1根据矩形波导谐振器的腔长与波导波长之间满足关系式： 2gl pλ=第 5 页共5 页。

电信传输原理第3章波导传输线理论

面积越小，金属中的热损耗就越大。三．介质损耗大平行双导线较长时要用绝缘介质或金属绝缘子（即四分之一波
长短路线）作支架以固定导线，当频率很高时，介质损耗或金属绝缘子的热损耗也很大。随着频率的升高，辐射损耗急剧增加，介质损耗和热损耗也有所增加，但没有辐射损耗严重。由于以上现象，平行双导线只能用于米波及其以上波长范围。
17
3.2 波导传输线的常用分析方法及一般特性
双线传输线理论讨论沿双线传输线传输的TEM波，而在金属波导中不存在TEM波。
金属波导可传输Ez≠0,Hz=0的TM波及Ez=0,Hz≠0的TE 波。
传输线方程的局限性：单根导线、空心金属管、光纤等无法用电路方法解决。
电磁场理论的有效性：任何电器问题都可以用麦氏方程表示。
（3）损耗小。一般波导内填充的是干燥的空气，因此介质损耗很小。
（4）结构简单，均匀性好。
3.1.2圆波导定向耦合器在高功率微波测量中的应用
基于多孔耦合技术的圆波导耦合器，在微波取样处具有较低的电场强度，因此可以显著提高在线测量系统的功率容量。对X波段在线测量系统的标定、大功率考核、高功率比对以及高功率微波实验表明，该在线测量系统测量结果稳定可靠，可以应用于HPM 源功率测量和状态监测。
不变，以及填充于波导管内介质参数（、、）沿纵向
均匀分布。
对规则金属波导，作如下假设(理想波导的定义 ) ： ①波导管的内壁电导率为无穷大，即认为波导管壁是理想导体。 ②波导内为各向同性、线性、无损耗的均匀介质。 ③波导内为无源区域，波导中远离信号波源和接收设备。 ④波导为无限长。 ⑤波导内的场随时间作简谐变化。
2Exk2Ex 0 2Hxk2Hx 0
2Ey k2Ey 0 2Hy k2Hy 0

心电图机的主要参数

四、心电图机的主要性能参数心电图机所记录的心电图，必须将心电电流的变化不失真地放大出来以供医务人员诊断心脏机能的好坏。

心电图机的性能如有失常,会引起临床诊断中的差错。

鉴别心电图机性能的好坏，常以其技术指标来表示.熟悉技术指标，并理解其内涵，对设计、使用、调整、维修心电图机是很必要的.下面简单介绍心电图机主要技术指标的意义和检测方法.1 ．输入电阻心电图机的输入电阻即为前置放大器的输入电阻，一般要求大于2MΩ。

输入电阻愈大,因电极接触电阻不同而引起的波形失真越小,共模抑制比就越高.2 ．灵敏度心电图机的灵敏度是指输入1mV 电压时描笔偏转的幅度，通常用mm / mV 表示，它反映了整机放大器放大倍数的大小。

一般将心电图机的灵敏度分为三挡( 5mm/mV 、10mm / mV 、20mm/ mV ) ，且分挡可调。

心电图机的标准灵敏度为10mm/mV ，规定标准灵敏度的目的是便于对各种心电图进行比较。

在有的导联出现R 波特别高或S 波特别深时，也可以采用5mm / mV 灵敏度挡位。

有的心电波电压比较微弱，也可采用比标准灵敏度更高的灵敏度如20mm / mV ，以方便对心电图波形的诊断。

为了能迅速准确地选择灵敏度，在仪器面板上装有灵敏度选择开关。

为了使机器的灵敏度能够连续可调，在机器面板上还设有增益调节电位器。

判断心电图机的灵敏度是否正常，检测方法为：将导联选择开关置于“Test ”位(有的标注“1 mV , ’），灵敏度选择开关置于“1 ”挡（10mm / mV ）,工作开关置于“观察”位，利用本机内的1 mV 标准信号，不断地打出矩形波，在走纸过程中,记录下矩形波的幅度.调节增益电位器，使描记幅度正好为10mm。

改变灵敏度选择开关的位置，给出1 mV 标准信号时，应能得到成比例变化的矩形波信号。

3 ．噪声和漂移噪声指的是心电图机内部元器件工作时,由于电子热运动等产生的噪声，不是因使用不当、外来干扰形成的噪声.这种噪声使心电图机在没有输入信号时仍有微小杂乱波输出。

微波技术第四章规则波导理论

第四章规则波导理论前面介绍了几种无色散的TEM波传输线，它们在结构上都属于双导体系统。

其中平行双线是用在米波波段和分米波低频端的一种传输线；同轴线是用在分米波~厘米波段的一种传输线；带状线和微带是最近20多年来发展起来的新型平面传输线，它们在微波集成电路（MIC）中做传输线或元器件之用，是属于厘米波高频端的一种传输线。

当频率再升高时，上述几种传输线出现了一系列缺点，致使它们失去了实用价值。

比如，随着频率的增高，趋肤效应显著，因而导体热损耗增加；介质损耗和辐射损耗也随之增加；横向尺寸减小，功率容量明显下降，加工工艺也愈加困难。

上述缺点促使人们寻找一种新的，适用于更高频率，具有大功率容量的传输手段，于是产生了波导管。

实际上早在第二次世界大战前的1933年就已在实验室内被证明，采用波导管是行之有效的微波功率的传输手段。

现代雷达几乎无一例外地采用波导作为其高频传输系统。

波导管的使用频带范围很宽，从915MHz（微波加热）到94GHz（F波段）都可使用波导传输线。

本章所讲的“波导”是指横截面为任意形状的空心金属管。

所谓“规则波导”是指截面形状、尺寸及内部介质分布状况沿轴向均不变化的无限长直波导。

最常用的波导，其横截面形关是矩形和圆形的。

波导具有结构简单、牢固、损耗小、功率容量大等优点，但其使用频带较窄，这一点就不如同轴线和微带线了。

导行波理论不仅用于分析各类波导传输线本身，还是下面分析谐振腔、各种微波元件等的理论基础。

§4-1 电磁场基础同前面讨论同轴线、双线传输线所用的“路”的方法不同，本章所讨论的规则波导采用的是“场”的方法，即从麦克斯韦方程出发，利用边界条件导出波导传输线中电、磁场所服从的规律，从而了解波导中的模式及其场结构（即所谓横向问题）以及这些模式沿波导轴向的基本传输特性（即所谓纵向问题）。

一、麦克斯韦方程麦克斯韦总结了一系列电磁实验定律，得出一组反映宏观电磁现象所服从的普遍规律的方程式，这就是著名的麦克斯韦方程组。

4、脉冲技术基础知识

Date: 2013-7-26
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2.2.4．工作原理
VA＝0V，VB＝0V，V1 、V2均截止，Y ＝－12V； VA＝6V，VB＝0V，V1导通，V2截止，Y ＝ 6V； VA＝0V，VB＝6V，V1截止，V2导通，Y ＝ 6V； VA＝6V，VB＝6V，V1、V2均导通，Y ＝ 6V。
模拟信号。电话、传真、电视信号都是模拟信号。
Date: 2013-7-26
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数字信号：数字信图2－３是数字信号，其特点是幅值被限制在有限个
数值之内，它不是连续的而是离散的。图2－３(a)是二进码，每一个码元只取两个幅值(0，A)：图(b)是四进码，每个码元取四 (3、1、－1、－3)中的
Uo=RC(duc/dt)=RC(dui/dt)
这就是输出Uo正比于输入Ui的微分（dui/dt) RC电路的微分条件：RC≤Tk * 注：电容两端的电压不能突变；通过电感的电流不能突变。
Date: 2013-7-26
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RC微分电路与RC耦合电路的区别就在于前者的时间常数τ（=RC）很小。
正、负逻辑规定
•正逻辑：用1表示高电平，用0表示低电平的逻辑体制。 •负逻辑：用1表示低电平，用0表示高电平的逻辑体制。
Date: 2013-7-26
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2.1、与门电路
2.1.1．与逻辑关系当决定一件事情的几个条件全部具备后，这件事情才能发生，否则不发生。
2.1.2．与门电路 A、B――输入端；Y――输出端。
2.3.6．真值表
表 11.2.4 非门真值表输入 A 0 1 输出 Y 1 0
2.3.7．逻辑功能：有0出1，有1出0。

波导

z
∂2 ∂2 2 + 2 ∂x ∂y
v v 2 2 E ( x, y ) + k − k z E ( x, y ) = 0
(,设 u ( x , y )为电磁场的任一直角分量,他满足方程（4）.设 u ( x, y ) = X ( x )Y ( y ) （5）（4）式可分解为两个方程:
d2X + k x2 X = 0 2 dx
d 2Y 2 + k yY = 0 2 dy
（6）
k
2 x
+k
2 y
+k
2 z
= k
2
（7）
解（6）式,得 u ( x , y ) 的特解
u ( x, y ) = (C1 cos k x x + D1 sin k x x )(C 2 c cos k y y + D 2 sin k y y ) （8）
v C1 , D1 , C2和 D2 是任意常数.当 u ( x, y )具体表示 E 的某特定分量时,考虑
边界条件（6）式和（10）式还可以得到对这些常数的一些限制条件. 边界条件是 ∂E x = 0 E y = E z = 0, ( x = 0, a ) ∂x （9） ∂E y , Ex = Ez = 0 = 0 (y = 0 , b ) ∂y
由 x = 0 和 y = 0面上的边界条件可得
E x = A1 cos k x x sin k y ye ik z z ik z z E y = A2 sin k x x cos k y ye ik z z E z = A3 sin k x x sin k y ye
在考虑 x 即
2.平面光波导的应用铌酸锂晶体具有良好的电光特性，在电光调制器中应用广泛。InP材料既可以制作光有源器件又可以制作光无源器件，被视为光有源/无源器件集成的最好平台。SOI材料在MEMS器件中应用广泛，是光波导与MEMS混合集成的优良平台。聚合物波导的热光系数是SiO2的32倍，应用在需要热光调制的动态器件中，可以大大降低器件功耗。玻璃波导具有最低的传输损耗和与光纤的耦合损耗，而且成本低廉，是目前商用光分路器的主要材料。二氧化硅光波导具有良好的光学、电学、机械性能和热稳定性，被认为是无源光集成最有实用前景的技术途径。

物理光学与应用光学石顺祥课后答案

《物理光学与应用光学》习题及选解第一章习题1-1.一个线偏振光在玻璃中传播时，表示为：，试求该光的i E ))65.0(10cos(10152t cz-⨯⨯=π频率、波长，玻璃的折射率。

1-2. 已知单色平面光波的频率为，在z H 1014=νz = 0 平面上相位线性增加的情况如图所示。

求f x ，f y ， f z 。

1-3. 试确定下列各组光波表示式所代表的偏振态：(1)，;)sin(0kz t E E x -=ω)cos(0kz t E E y -=ω(2) ，)cos(0kz t E E x -=ω;)4cos(0πω+-=kz t E E y (3) ，。

)sin(0kz t E E x -=ω)sin(0kz t E E y --=ω1-4. 在椭圆偏振光中，设椭圆的长轴与x 轴的夹角为，椭圆的长、短轴各为2a 1、2a 2，E x 、E y 的相位差为。

求证：。

αϕϕαcos 22tan 22000y x y x E E E E -=1-5.已知冕牌玻璃对0.3988μm 波长光的折射率为n = 1.52546，，11m 1026.1/--⨯-=μλd dn 求光在该玻璃中的相速和群速。

1-6. 试计算下面两种色散规律的群速度（表示式中的v 表示是相速度）：(1)电离层中的电磁波，，其中c 是真空中的光速，是介质中的电磁波波长，222λb c v +=λb 是常数。

(2)充满色散介质（，）的直波导管中的电磁波，)(ωεε=)(ωμμ=，其中c 真空中的光速，a 是与波导管截面有关的常数。

222/a c c v p -=εμωω1-7. 求从折射率n = 1.52的玻璃平板反射和折射的光的偏振度。

入射光是自然光，入射角分别为，，，，。

︒0︒20︒450456'︒︒901-8. 若入射光是线偏振的，在全反射的情况下，入射角应为多大方能使在入射面内振动和垂直入射面振动的两反射光间的相位差为极大？这个极大值等于多少？1-9.电矢量振动方向与入射面成45°的线偏振光，入射到两种透明介质的分界面上，若入射角，n 1 = 1，n 2 = 1.5，则反射光的光矢量与入射面成多大的角度？若时，该角度又︒=501θ︒=601θ1-2题用图为多大？1-10. 若要使光经红宝石（n = 1.76）表面反射后成为完全偏振光，入射角应等于多少？求在此入射角的情况下，折射光的偏振度P t 。

声学波导管

声学波导管食不厌精脍不厌细1、恒定截面波导内的声传播1.1、矩形波导管1.2 、圆柱形波导管设有一半径为a 的圆柱形管，一端延伸到无限远。

圆柱形管的声波方程应以柱坐标系来描述。

设管的径向坐标为r ，极角为θ，管轴用z 来表示。

直角坐标与柱坐标之间有如下关系⎪⎩⎪⎨⎧===z z r y r x θθsin cos 而柱坐标系的拉普拉斯算符可表示为2222221)(1zr r r r r ∂∂+∂∂+∂∂∂∂=∇θ (1-2-1) 于是三维声波动方程就可变换为：2222222211)(1t p c z p p r r p r r r ∂∂=∂∂+∂∂+∂∂∂∂θ (1-2-2) 根据分离变量法，令解,)()()(),,,(t j e z Z r R t z r p ωθθΘ=将其代入（1-2-2）式可得如下三个常微分方程⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧=-++=Θ+Θ=+0)(10022222222222R r m k dr dR r drR d m d d Z k dz Zd r z θ (1-2-3) 其中.22222r z k k ck +==ω (1-2-4)由于圆柱管道向无限远处延伸，对于Z 的方程可取行波解：;)(z jk z z e A z Z -= (1-2-5)对于Θ的方程可取解为),cos()(m m A ϕθθθ+=Θ (1-2-6) 因为)2()(πθθ+Θ=Θ的关系应该满足，所以式中m 一定要为正整数。

对于R 的方程我们作一适当变换，令x r k r =,则方程就化为0)1(12222=-++R xm dx dR x dx R d . (1-2-7) 这是一个标准的m 解贝塞尔方程，其一般解可表示为),()()(r k N B r k J A r k R r m r r m r r += (1-2-8) 这里)(r k J r m 与)(r k N r m 分别代表宗量为)(r k r 的m 阶柱贝塞尔函数与柱诺伊曼函数。

微波基本参数的测量

实验六微波基本参数的测量实验目的1．了解微波传输线的传输特性；2．熟悉波导测量线的使用；3．学会驻波、衰减、波长、波导波长等基本参数的测量。

实验原理由于微波的工作频率很高（300MHz-300GHz),用普通导线已无法克服传输微波时引起的辐射与趋附效应，所以微波有其专用的传输线，常见的微波传输线有同轴线、波导、微带线；其中尤以波导传输线最为常见它是矩形或圆形的金属管，管的两端装有法兰盘，以便于互相连接。

波导具有传输功率大，衰减小的优点。

微波在波导中以电磁波的形式向前传输。

一、矩形波导的电磁波微波能量的传输是应用波导，它是无内导体的空心金属管。

通常其横截面形状为圆形和矩形。

金属管实质上起屏蔽作用。

强迫微波在波导内沿轴向前进，向负载传输电磁能量。

由电磁场的基本特性可知，电力线与磁力线永远交链，并且在导体表面上磁力线总是与导体表面平行，而电力线必与导体表面垂直。

因此，在无限长波导内满足条件的可能传输微波只有两种形式：一类电磁场波型是沿传播方向（Z方向）无电场分量，即E Z = 0，电场只存在波导的横截面上，称横电波，也称为TE波；另一类则是沿传播方向无磁场分量，即E Z = 0，磁力线在截面上闭合，称横磁波，也称TM波。

TE波或TM波在波导中的形成（称为激励）和微波的激励方法及频率都有关系。

我们以实际应用上最重要的矩形波导内的TE波为例说明之。

今在矩形波导的宽边中央开一小孔并插进一电偶极子（或探针），它通常是微波振荡器向波导传递能量的同轴线内导体的延续部分。

显然探针相当于一个小天线，它能向四周辐射电磁波，由于波导管壁对微波的反射作用，在波导内便形成杂乱的波形，若其中存在这样的一个平面波，它从某一方向入射到波导的窄壁，并在两窄壁上往复反射，形“之”字形沿Z轴前进，如果波导的尺寸和入射方向恰当，正好使入射波和反射波的合成波在金属表面处形成电场的波节，而在波导的宽边中央形成电场驻波的波腹，正好满足电磁场的边界条件，这样的合成波就是TE波，它可在这个波导中激励和传输。