矩形波导（波导界面为矩形的波导）-趣爱秀

导波与导波系统

凡是能够引导电磁波定向传输的的装置统称为导波系统，被引导定向传输的电磁波称为导行电磁波，简称波导。

导波系统又称为传输线，在一个实际的射频、微波系统里，传输线是最基本的构成，它不仅起到连接信号的作用，而且传输线本身也可以构成某些元件，如电容、电感、变压器、谐振电路、滤波器、天线等。在导波系统中，设传输方向沿

轴方向，传输的电磁波可以根据电场

和磁场

的纵向分量

和

的存在与否分为三类：1）如果

，则

完全在横截面内，这种波称为横电磁波，简记为TEM波，这种波型不能用纵向场法求解；如果

，则在传播方向只有电场分量，磁场只在横截面内，成为横磁波或者电波，简记为

波或者E波；如果

，则在传播方向只有磁场分量，电场只在横截面内，成为横电波或者磁波，简记为

波或者

波。

矩形导波

矩形导波是采用金属管传输电磁波的重要导波装置，其管壁通常为铜、铝或者其他金属材料，其特点是结构简单、机械强度大。波导内没有内导体，损耗低、功率容量大，电磁能量在波导管内部空间被引导传播，可以防止对外的电磁波泄露。

矩形导波只能传输

波或

波。

矩形导波的传输模式

矩形导波有简并模、主模和单模传输。

矩形导波中可以出现各种TM模和TE模，以及他们的线性组合。当工作波长小于各种模式的截止波长，或者工作频率大于各种模式的截止频率时，这些模式都是传输模，因而波导可以形成多模传输。

矩形波导

矩形导波的截止频率为

截止频率不仅与波型和波导尺寸有关，还与波导中所填充的介质有关。

矩形导波的传输特点

若使电磁波能够在波导中传输，必须

，或者

，由此可以得到波导中传输各种模式电磁波的传播特性参数。

TM波和TE波的传播速度随频率变化，表现出色散特性。

在波导中存在多模传输的情况下，如果模式之间相互正交，则它们之间没有能量交换，各个模式的衰减常数可单独计算。如果模式不正交，相互之间有能量耦合，就不能单独直接计算。对每个模式而言，除了导体、介质损耗外，还有模式转换损耗。总之，影响导波衰减的因素有：波导材料的电导率、工作频率、波导内壁的光滑度、波导的尺寸、填充媒质的损耗、工作模式等等。

特点

1.矩形波导不能传播TEM波，只能传播TE波或TM波。

2.一般来说(

)矩形波导的主模为

模。

3.矩形波导的截止波长为

。

4.单模传输条件是波长大于

且波长小于

大于

。

5.矩形波导功率容量较大，衰减较小。

参数和型号

国标型号| 国际标型号| 频率范围/

截面尺寸(宽)(高)/

BJ12 | WR770 | 0.96～1.46| 195.6 97.8

BJ14 | WR650 | 1.13～1.73 | 165.1 82.55

BJ18 | WR510 | 1.45～2.20 | 129.54 64.77

BJ22 | WR430 | 1.72～2.61 | 109.22 54.61

BJ26 | WR340 | 2.17～3.30 | 86.36 43.18

BJ32 | WR284 | 2.60～3.95 | 72.14 34.04

BJ40 | WR229 | 3.22～4.90 | 58.17 29.08

BJ48 | WR187 | 3.94～5.99 | 47.549 22.149

BJ58 | WR159 | 4.64～7.05 | 40.386 20.193

BJ70 | WR137 | 5.38～8.17 | 34.849 15.799

BJ84 | WR112 | 6.57～9.99 | 28.499 12.624

BJ100 | WR90 | 8.20～12.5 | 22.86 10.16

BJ120 | WR75 | 9.84～15.0 | 19.05 9.525

BJ140 | WR62 | 11.9～18.0 | 15.799 7.899

BJ180 | WR51 | 14.5～22.0 | 12.954 6.477

BJ220 | WR42 | 17.6～26.7 | 10.668 4.318

BJ260 | WR34 | 21.7～33.0 | 8.636 4.318

BJ320 | WR28 | 26.3～40.0 | 7.112 3.556

BJ400 | WR22 | 32.9～50.1 | 5.69 2.845

BJ500 | WR18 | 39.2～59.6 | 4.775 2.388

BJ620 | WR14 | 49.8～75.8 | 3.759 1.88

BJ740 | WR12 | 60.5～91.9 | 3.0988 1.5494

BJ900 | WR10 | 73.8～112 | 2.54 1.27