文档介绍：2017-2-2 微波技术基础 1 1 第7章介质波导和介质谐振器频率的升高对于微带的主要问题是:高次模的出现, 色散的影响和衰减的加大。毫米波,亚毫米波传输线基本要求?频带宽?低损耗(传输损耗和辐射损耗) ?便于集成?制造简便主要是悬置带线,鳍线,介质波导,这里将重点讨论——圆柱介质波导。 2017-2-2 微波技术基础 2 2 光纤( Optical Fiber) 即光导纤维,我们讨论通信所用的阶跃光纤。它的简化模型是中心纤芯半径为 a, 折射率为 n 1; 层半径为 b, 折射率为 n 2; 外部空气折射率为 n 0,并满足 1 2 11 n n n ?<< 实际上是波导多模光纤,到r>b 认为已衰减完。我们注意到近年来已开始研究单模光纤,在这种情况下,我们只要分两层考虑。 2017-2-2 微波技术基础 3 3 7-1 简单的介质波导毫米波介质波导和光纤是一类表面波传输线。其导模为表面波。一、介质板波导 dz x c s f ? ??? ? c? s? f? c s f ? ??? ?波在边界上将产生全反射, 电磁波在介质板内及表面沿 z方向传播。场满足 0 E j H H j E ???????????? ?? ? 2 2 ( ) 0 EkH ? ??? ?? ?? ??? 2017-2-2 微波技术基础 4 4 设波沿 z向传播,传播常数,电磁场与 y无关?TE 模TM 模 2 2 2 2 ( ) 0 yyE k E x ??? ? ?? 2 2 2 2 ( ) 0 yyH k H x ??? ? ?? 0 x y H E ????? x y E H ????? 01 y zE H j x ?????? 1 y zH E j x ?????? 2017-2-2 微波技术基础 5 5 1、本征值方程 TE导模为例,要求介质板内为振荡波型,板外为衰减波型设( ) 0 cos( ) 0 0 cs x d c y f f xs E e x d E E k x x d E e x ???? ????? ??????? 0?为广义相位常数,用于调整不对称介质板波导中场的最大值或零点位置。 2017-2-2 微波技术基础 6 6 2 2 1/ 2 0 2 2 1/ 2 0 2 2 1/ 2 0 ( ) ( ) ( ) cc rc rf rs fsk k k k ? ???????? ?? ?? ?边界条件:在 x=0,x=d处电磁场切向分量 Ey 和Hz连续 00 cos ( 0) sin f s cf f s s E E x k E E ?? ??????? 00 cos( ) ( ) sin( ) f cf c cf f cf c c E k d E x d k E k d E ?? ?? ????? ?? 2017-2-2 微波技术基础 7 7 00 cos ( 0) sin f s cf f s s E E x k E E ?? ??????? 0 tg / s cf k ? ?? 00 cos( ) ( ) sin( ) f cf c cf f cf c c E k d E x d k E k d E ?? ?? ????? ?? 0 tg( ) / cf c cf k d k ? ?? ? 2 ( ) tg( ) ( 0,1, 2, ) cf c s cf cf c s k k d n n k ? ?????? ? ???本征值方程 2017-2-2 微波技术基础 8 8 2 ( ) tg( ) ( 0,1, 2, ) cf