1微波传输线的分类

1.微波传输线的分类。

答：按能够传输电磁波的类型，可分为TEM模传输线，如双线、同轴线、带状线和微带线；TE模和TM模传输线，如矩形波导、圆波导、椭圆波导和脊波导；表面波传输线，如介质波导，介质镜像线。要注意TEM模传输线除能传输TEM 模以外，也可以传输TE模和TM模。

2.传输线的性能指标与选择

答：衡量传输线的性能指标主要包括：损耗、带宽、功率容量、体积、重量、加工性能等。不同的传输线不同的指标各不相同，因此需要根据实际需要确定选用的传输线。如在小功率微波系统中，如微波集成电路中，微带线应用较多；而对于需要传输大功率微波信号的场合，如雷达系统，主要采用矩形波导和脊波导。

3.矩形波导传输模式及其场分布的求解

答：矩形波导传输模式及其场分布的求解是第三章的难点问题之一，基本步骤如下：

1）根据边界条件，得出矩形波导不能传输TEM模，只能传输TE模和TM模的结论。

2）分别分析TE模和TM模的场分布。对亥姆霍兹方程应用分离变量法，并通过微分方程变换，求场的通解。

3）利用边界条件求特解。

由矩形波导TE模和TM模的特解表达式，可得对于TE模，m和n不能同时为零；对于TE模，m和n都不能为零，如在矩形波导中不存在TM01模。

4.模式与截止波长

答：波导中各种的模式电磁波传输存在其截止波长（波长上界）。

λ=

显然，m和n的值越大，截止波长越小。因此合理设计波导的尺寸可以使得一定频率的高次模无法传输，即实现单模传输。而当波导的尺寸确定后，要保证

单模传输，频率既有上限又有下限。而对于TEM模传输线，单模传输的频率只有上限，而没有下限，因为TEM模可以在任意频率上传输。

对于m和n相同的TE模和TM模具有相同的截止波长，称为简并模。

5.矩形波导中传输模式的场结构

答：完全根据公式推导求解各种模式的场结构非常复杂，较为简单的方法是首先分析低次模，如TE10模。显然，TE10电场只有横向分量，而且在宽边有一个半驻波，而在窄边则没有。结合理想导体表明的边界条件，可以大体得到其电磁场分布图。而高次模，如TE11，TE21等可由TE10变换得到。

6.工作波长、截止波长与相波长（波导波长）之间的关系

答：在波导的计算中经常出现以上三种波长，非常容易混淆。

工作波长λ：是在无限大均匀媒质中的电磁波的波长，

λ==，其中λ0为自由空间中工作波长。

工作波长只于频率和传输媒质有关，而与模式无关。

截止波长λc：波导中某种模式的电磁波发生截止时的波长

矩形波导中TE mn模和TM mn模的截止波长

λ=

截止波长只于传输的模式和波导的尺寸有关，而与微波的频率无关。

波导波长（相波长）λp：电磁波的等相位面在一个周期内沿轴向传播的距离

λ=

波导波长与工作波长λ和截止波长λc均有关。

波导波长测量方法：当波导负载不匹配，即有反射波存在时，相邻两电压波节点（或波腹点）之间的距离为λp/2。

7.圆波导中的TE mn模和TM mn模与矩形波导中的TE mn模和TM mn模相同吗？

答：圆波导中的TE mn模和TM mn模中的m和n分别表示沿圆周方向和沿半径方向的半驻波数，而矩形波导中的TE mn模和TM mn模中的m和n分别表示沿宽边方向和沿窄边方向的半驻波数，两者不相同，不可以混为一谈。

8.圆波导中的主模TE11为什么不能远距离传输？

答：TE11虽然是圆波导中的主模，截止波长最长，但由于存在极化简并模，因此不宜作为远距离传输使用。