矩形波导TE10波II
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2 0
2
P
2 E0 ab r
480
1 2a
2
请注意：对非磁介质波导，
0 r
表示介质中的波长。
二、TE10波的功率和容量
在实际工程中有个功率容量问题，E0不能超过 击穿场强Emax，所以
P＜Pmax 2 Emax ab r Pmax 480 1 2a
b 2
(13-4)
2 1 E0 b 2
a
0
x ds 1 cos 2
2 1 E0 ab 4
二、TE10波的功率和容量
空气波导
120
非磁介质波导
0 , 0 r
P
E ab 1 2a 480
Hx
(13-2)
很明显，
Ey Hx
1 2a
2
二、TE10波的功率和容量
根据电磁场理论
* 1 P S d Re ( Et H t ) kdxdy 2 s s
(13-3)
其中
1 S Re ( Et H t ) 是Poynting矢量。 2
TE10波主要特性
场结构
图13-2
TE10波主要特性
传播条件 波导波长
＜c 2 a g
1 2a C
2
相
速
p
1 2a
2
波型阻抗
1 1 2a
2
一、TE10波的另一种表示
0.5＜ ＜ 0.9 c
(13-6)
0
0.5
0.9 1.0
x
图13-4
二、TE10波的功率和容量
目前的雷达战中，对提高峰值功率容量极为重视。 因为在一定意义上，功率就是作用距离，所以增加传 输线功率容量相当重要。 气体击空的实质是场拉出游离电子在撞到气体分子 之前已具有足够的动能，再次打出电子，形成连锁反 应，以致击穿。如果在概念上，我们加大气体密度， 就不会出现很大动能的电子，所以加大气压和降低温 度是增加耐压功率的常用办法。 实验表明：对于空气耐功率近似与气压的 5/4 次方 成正比，而与绝对温度成反比。绝对湿度每增加 2.5 克/米3，耐功率下降6%。
2
(13-5)
【讨论】(1)功率容量Pmax与波导面积ab成正比。所 以，低频雷达功率容量大，此外，同样的情况波导 比同轴线功率容量大。
二、TE10波的功率和容量
(2)Pmax与
c
1 2a
2
有关
f(x) 1
设 x , f ( x) 1 x 2
很明显，x愈接近1则 功率容量愈低，且 x<0.5会出现其它模式。
第13章
矩形波导TE10波(Ⅱ )
TE10 Mode in Rectangular Waveguide (Ⅱ )
我们先回顾一下矩形波导产生的思想过程。
低频传输线的能量主要封闭在导线内部。随着 频率的提高，能量开放在导线之间的空间 (Space)。 这是由封闭→开放的第一过程。 随着频率的进一步提高，开放空间受干扰，影 响太大。又开始用枝节再一次封闭起来，使能量在 内部传输。这是由开放→封闭的第二过程，它是对 第一次的否定。但是这一次所封闭的不是导线内部， 而是空间内部。
(13-7)
一般地说，驻波系数影响安全系数，只要打四倍余地 完全足够。 此外，在传输过程中尖端棱角是最容易发生打火击 穿的地方，在高功率运用时一定要注意去掉毛刺。
不同温度时的饱和不汽密度
温度℃ 饱和不 汽密度 克 /米 3
0°
10°
20°
30°
40°
50°
4.84
9.4
17.3
30.3
51.2
83.0
二、TE10波的功率和容量
上面所讨论的认为系统传输行波，倘若传输驻波 则耐功率还会降低。如果令 Pmax 是驻波比为 ρ 时的入 射功率，则
Pmax Pmax 0 ( 1) 2 4 2
我们在上面给出的 TE10 波表达式，是以 Hz 为领矢 矢量的。然而，在实用上也常有用Ey作领矢矢量，即 设 jz E y E0 sin x e (13-1) a
利用Maxwell方程
E jH i j k j jE y i 0
二、TE10波的功率和容量
在工程中常见的气体是SF6和cd2F2。
不同气体，不同气压时耐功率实验结果(相对值) 大气压 充空气 (干 ) 充SF6 (干 ) 1.5 1.0 4.1 1.5 1.7 9.0 2.0 2.4 16.0 3.0 4.0 21.5 4.0 5.7 /
二、TE10波的功率和容量
d kdxdy 。
二、TE10波的功率和容量
y
ds z x b a 0
图 13-3
计算功率时的面积元
二、TE10波的功率和容量
2 1 E0 2 S d sin x dxdy 2 2 2 1 E0 P 2
0
a
sin x dxdy 0 2
这种做法使微波能量既在空间传输，又是封闭的。
S
S
S
低频—封闭的导线
微波低端—开放空间
高端—封闭空间
图 13-1
TE10波主要特性
场方程 H z H 0 cos a x e jz
jz E y j 2 H 0 sin x e a kc a jz H x j 2 H 0 sin x e a kc a
x
0
y
Ey
E y H k j ( H x i y j Hzk ) x
一、TE10波的另一种表示
于是最终得到
E y E0 sin x e jz a
E0 sin x e jz a 1 jz Hz j E0 cos x e a a
2
P
2 E0 ab r
480
1 2a
2
请注意：对非磁介质波导，
0 r
表示介质中的波长。
二、TE10波的功率和容量
在实际工程中有个功率容量问题，E0不能超过 击穿场强Emax，所以
P＜Pmax 2 Emax ab r Pmax 480 1 2a
b 2
(13-4)
2 1 E0 b 2
a
0
x ds 1 cos 2
2 1 E0 ab 4
二、TE10波的功率和容量
空气波导
120
非磁介质波导
0 , 0 r
P
E ab 1 2a 480
Hx
(13-2)
很明显，
Ey Hx
1 2a
2
二、TE10波的功率和容量
根据电磁场理论
* 1 P S d Re ( Et H t ) kdxdy 2 s s
(13-3)
其中
1 S Re ( Et H t ) 是Poynting矢量。 2
TE10波主要特性
场结构
图13-2
TE10波主要特性
传播条件 波导波长
＜c 2 a g
1 2a C
2
相
速
p
1 2a
2
波型阻抗
1 1 2a
2
一、TE10波的另一种表示
0.5＜ ＜ 0.9 c
(13-6)
0
0.5
0.9 1.0
x
图13-4
二、TE10波的功率和容量
目前的雷达战中，对提高峰值功率容量极为重视。 因为在一定意义上，功率就是作用距离，所以增加传 输线功率容量相当重要。 气体击空的实质是场拉出游离电子在撞到气体分子 之前已具有足够的动能，再次打出电子，形成连锁反 应，以致击穿。如果在概念上，我们加大气体密度， 就不会出现很大动能的电子，所以加大气压和降低温 度是增加耐压功率的常用办法。 实验表明：对于空气耐功率近似与气压的 5/4 次方 成正比，而与绝对温度成反比。绝对湿度每增加 2.5 克/米3，耐功率下降6%。
2
(13-5)
【讨论】(1)功率容量Pmax与波导面积ab成正比。所 以，低频雷达功率容量大，此外，同样的情况波导 比同轴线功率容量大。
二、TE10波的功率和容量
(2)Pmax与
c
1 2a
2
有关
f(x) 1
设 x , f ( x) 1 x 2
很明显，x愈接近1则 功率容量愈低，且 x<0.5会出现其它模式。
第13章
矩形波导TE10波(Ⅱ )
TE10 Mode in Rectangular Waveguide (Ⅱ )
我们先回顾一下矩形波导产生的思想过程。
低频传输线的能量主要封闭在导线内部。随着 频率的提高，能量开放在导线之间的空间 (Space)。 这是由封闭→开放的第一过程。 随着频率的进一步提高，开放空间受干扰，影 响太大。又开始用枝节再一次封闭起来，使能量在 内部传输。这是由开放→封闭的第二过程，它是对 第一次的否定。但是这一次所封闭的不是导线内部， 而是空间内部。
(13-7)
一般地说，驻波系数影响安全系数，只要打四倍余地 完全足够。 此外，在传输过程中尖端棱角是最容易发生打火击 穿的地方，在高功率运用时一定要注意去掉毛刺。
不同温度时的饱和不汽密度
温度℃ 饱和不 汽密度 克 /米 3
0°
10°
20°
30°
40°
50°
4.84
9.4
17.3
30.3
51.2
83.0
二、TE10波的功率和容量
上面所讨论的认为系统传输行波，倘若传输驻波 则耐功率还会降低。如果令 Pmax 是驻波比为 ρ 时的入 射功率，则
Pmax Pmax 0 ( 1) 2 4 2
我们在上面给出的 TE10 波表达式，是以 Hz 为领矢 矢量的。然而，在实用上也常有用Ey作领矢矢量，即 设 jz E y E0 sin x e (13-1) a
利用Maxwell方程
E jH i j k j jE y i 0
二、TE10波的功率和容量
在工程中常见的气体是SF6和cd2F2。
不同气体，不同气压时耐功率实验结果(相对值) 大气压 充空气 (干 ) 充SF6 (干 ) 1.5 1.0 4.1 1.5 1.7 9.0 2.0 2.4 16.0 3.0 4.0 21.5 4.0 5.7 /
二、TE10波的功率和容量
d kdxdy 。
二、TE10波的功率和容量
y
ds z x b a 0
图 13-3
计算功率时的面积元
二、TE10波的功率和容量
2 1 E0 2 S d sin x dxdy 2 2 2 1 E0 P 2
0
a
sin x dxdy 0 2
这种做法使微波能量既在空间传输，又是封闭的。
S
S
S
低频—封闭的导线
微波低端—开放空间
高端—封闭空间
图 13-1
TE10波主要特性
场方程 H z H 0 cos a x e jz
jz E y j 2 H 0 sin x e a kc a jz H x j 2 H 0 sin x e a kc a
x
0
y
Ey
E y H k j ( H x i y j Hzk ) x
一、TE10波的另一种表示
于是最终得到
E y E0 sin x e jz a
E0 sin x e jz a 1 jz Hz j E0 cos x e a a