波导的传输损耗课件.ppt
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- 关 键 词:
- 波导 传输 损耗 课件
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1、第九章第九章 导行电磁波导行电磁波电磁场理论电磁场理论2023-1-28电磁场与电磁波电磁场与电磁波1第第9章章 导行电磁波导行电磁波9-4 波导传输功率和损耗波导传输功率和损耗第九章第九章 导行电磁波导行电磁波2023-1-282电磁场理论电磁场理论复习复习9-3 矩形波导中的矩形波导中的TE10波波(1)yEH xzxHzHxHzHzk z022(,)()sin()cos(2)yzcHEx y z tx atk zka 022(,)()sin()cos(2)zxzck HHx y z tx atk zka0(,)2cos()cos()zzHx y zHx atk z第九章第九章 导行电磁波
2、导行电磁波2023-1-283电磁场理论电磁场理论(cossin)(cossin)00(cossin)(cossin)00(,)=jk xzjkxzyjk xzjkxzEx y zE eE eE eE eaxz2sin/=1(/)zckk 1=cossinxzke ke k2=-cossinxzke ke k1.电场由两个平面波叠加而成,传播方向是 和 ;2k1k2.其中的每一个平面波又可以看成一个沿着x(-x)轴和z轴平面波的叠加;3.当 时,该均匀平面波在两个窄壁之间垂直来回反射。因此,无法传播而被截止。=c=/2 复习复习9-3 矩形波导中的矩形波导中的TE10波波(2)第九章第九章 导
3、行电磁波导行电磁波电磁场理论电磁场理论2023-1-2849-4 波导传输功率和损耗波导传输功率和损耗波导的传输功率波导的传输功率 根据波导中电场强度和磁场强度的横向分量,计算出复坡印廷矢量,将其实部沿波导横截面积分,即可得到波导的传输功率。*1Re()2SEH221()2TEzxyTESeEEZ221()2TMzxyTMSeEEZTM波波TE波波 波导的传输功率为00221()2TMTMzxyssTMPSe dsEEdsZ00221()2TETEzxyssTEPSe dsEEdsZTM波波TE波波第九章第九章 导行电磁波导行电磁波电磁场理论电磁场理论2023-1-285矩形波导主模矩形波导主
4、模TE10传输功率传输功率0(,)sin()zjk zyEx y zjEx a e 0(,)()sin()zjk zxTEHx y zj EZx a e01(,)()cos()zjk zzHx y zEx a ea222001sin()()sin()cos()22zjk zzxTEEExxxSee jeZaaaa220Re()sin()2zTEExSSeZa*11()=()22zyxxyzSEHe E He E H复坡印廷矢量yyEe ExxzzHe He H能流密度第九章第九章 导行电磁波导行电磁波电磁场理论电磁场理论2023-1-28600220sin()2zssTEExPSe dsdsZ
5、a传输功率0s波导横截面面积02220 00sin()sin()sin()b aasxxxdSdxdybdxaaa212sin()1cos()2xxaa021sin()2sxdSaba2022TEEabPZ矩形波导主模矩形波导主模TE10传输功率传输功率若矩形波导中填充介质的击穿场强为 Eb,则 TE10 波的最大传输功率为2max22bTEEabPZ为安全起见,通常取max1135PP第九章第九章 导行电磁波导行电磁波电磁场理论电磁场理论2023-1-2872022TEEabPZ矩形波导TE10传输功率21()TEcZ 10()2cTEa2201()42abEPa22max1()42babE
6、Pa例如,对于填充空气的矩形波导10.922acm5.461bcm2fGHz893 10152 10cm377 max25.9PMW3bEMV m第九章第九章 导行电磁波导行电磁波电磁场理论电磁场理论2023-1-288波导的传输损耗波导的传输损耗1.波导的传输损耗(1)波导中填充的介质引起的损耗;(2)波导壁不是理想导体产生的损耗。2.对于波导中填充介质产生的损耗,可采用如下等效介电常数ej 2022TEEabPZ21()TEcZ 2201(/)/4cabEjP 结果包括两部分:一部分传输,另一部分就是介质引起的损耗第九章第九章 导行电磁波导行电磁波电磁场理论电磁场理论2023-1-2893
7、.下面我们主要计算波导壁不是理想导体产生的损耗(1)非理想导体波导壁引起的衰减,改变了波导中电场和磁场分布,严格计算十分复杂。(2)常用的近似处理方法:采用理想导体波导壁情况下的 电场和磁场分布,另外引入波导壁的有限电导率。也就是说,非理想导体波导壁对 电场和磁场的扰动可忽略,仅仅引起电场强度和磁场强度的衰减,从而产生功率损耗。(3)对于非理想导体波导壁,其表面存在面电流。snJeH(4)根据焦耳定律,知道电流和电阻就可以算出能量损耗。2PI R第九章第九章 导行电磁波导行电磁波电磁场理论电磁场理论2023-1-2810 设衰减常数为,则沿正 z 方向传播的电场强度振幅可表示为0zEE e功率
8、正比于电场强度振幅的平方,传输功率可表示为20zPPe 单位长度波导壁的功率损耗为2lPPPz 由此可得衰减常数的计算公式为2lPNp mP衰减常数可采用两种单位:奈培每米(Np/m)分贝每米(dB/m)第九章第九章 导行电磁波导行电磁波电磁场理论电磁场理论2023-1-2811定义电场强度振幅的衰减系数如下0zAE Ee020lg()20lg()zE Ee若用分贝(dB)表示,则有lg()ln()ln(10)xx则有02020lg()()8.686()ln(10)E Ezz两边取自然对数可得0ln()()E Ez 由此可得衰减常数两种单位之间的换算关系为1()8.686()Np mdB m1
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