1、2-1 波导为什么不能传输 TEM 波?答:一个波导系统若能传输 TEM 波型,则在该系统中必须能够存在静电荷静电核或恒定电流,而在单导体所构成的空心金属波导馆内,不可能存在静电荷或恒定电流,因此也不可能传输 TEM 波型。2-2 什么叫波型?有哪几种波型?答:波型是指每一种能够单独地在规则波导中存在的电磁场的一种分布状态。根据场的横向分量与纵向分量之间的关系式划分波型,主要有三种:TEM 波( , ) ,TE 波( , ),TM 波( , )0zEzH0zEzH0zEzH2-3 何谓 TEM 波,TE 波和 TM 波?其波阻抗和自由空间波阻抗有什么关系?答: , 的为 TEM 波; , 为
2、TE 波; , 为 TMzz zzzz波。TE 波阻抗: 21()xTEycwuZHTM 波阻抗: 2()xTMyc其中 为 TEM 波在无限答煤质中的波阻抗。2-4 试将关系式 ,推导为 。yzxHjwE1()zx yHjjw解:由 的场分量关系式 ( 与 z 无关)得:y 0jzye0yyjz利用关系式 可推出:yzxHjwE11()()yz zx yHjHjjw2-5 波导的传输特性是指哪些参量?答:传输特性是指传输条件、传播常数、传播速度、波导波长、波形阻抗、传输功率以及损耗和衰减等。2-6 何为波导的截止波长 ?当工作波长 大于或小于 时,波导内的电磁波的特性有何cc不同?答: 当波
3、沿 Z 轴不能传播时呈截止状态,处于此状态时的波长叫截止波长,定义为;2ck当工作波长大于截止波长时,波数 ,此时电磁波不能在波导中传播;ck当工作波长小于截止波长时,波数 ,此时电磁波能在波导内传播;2-7 矩形波导中的截止波长 和波导波长 ,相速度 和群速度 有什么区别和联系?cgpg它们与哪些因素有关?答:波导波长为 , 为截止波长221()gcc群速为 ,相速为 ,且 ,与 c,工作波长21()gc2/1()rpcu2pg,截止波长 有关。c2-8 在矩形波导中不存在 和 这两种波型,为什么?0TMmn答:根据 TM 波的特点 , ,由 TM 波的场分量表达式可知zEzH在 m=0 或
4、 n=0 时, ,不符合 TM 波的特点。mnTMz2-9 在空气填充的矩形波导( )中,要求只传输 波型,其条件是什么?若波导尺寸ab10TE不变,而填充 , 的介质,只传输 波型的条件又是什么?1rr解: 由于 的截止波长 ,而 的截止波长为 a, 的截止波长为 2b。0TEC2a2001若要保证单模传输 ,则由传输条件 , 与 均被截止,故有1CTE01a bmnTEnM简并二重简并;当 (正方波导) 则 、 、 简(,n)a=bmn并四重简并;当 时,则 与 简并, 与 简并, 与b=.501TE2002405032简并三重简并。32TM圆波导中,除具有模式简并外,还有极化简并。与 为
5、模式简并。除 的模式外都具有极化简并。0nE1nm=02-24 圆波导中最低次模是什么模式?旋转对称模式中最低阶模是什么模式?损耗最小的模式是什么模式?答:最低次模为 模,旋转对称的最低阶模为 模,损耗最小的模式为 模。1T01TM01TE2-25 空气填充的圆波导,其半径 R=2cm,工作于 波型,它的截止频率是多少?E解:工作在 波型时,截止波长为 01E.643.28cRcm所以,截止频率为 8102310.9.cf GHz?2-26 若对 2-25 题中的波导填充 的介质,并保持截止频率不变,问波导的半径应如r何变化?解: ,所以 ,同时 保持不变,则2w02.1c2.1ccf.61.4cRm?2-27 空气填充圆波导内半径 ,求 、 、 和 的截止波长。R=3c01TE01M1T解:圆波导中 的截止波长 为01TE01Hc.64=.92cm的截止波长 为11cH1cH3.R0.c