*各种波导
常见的有矩形,圆形,同轴,平行双线,平板(微带线)等
*波导中的导波模式
一般取沿着波导的传播方向为z轴
有两种解法
- 考虑
使用纵横分解法(见教材)
- 考虑
分离变量法求,再求
*纵横分解法
这里的是横向,是纵向 并且我们考虑
那么有
前两个方程是纵向场方程,其中 求解出纵向场后,便可通过后两个方程求出横向场 如果
- ,,称为TE模式
- ,,称为TM模式
- ,,必然有,称为TEM模式 此时有
其中 只有当波导横截面支持非零二维静电场时,波导才支持TEM模式 单导体封闭波导一定不能支持TEM模式,多导体波导可以支持TEM模式
*例
考虑矩形波导中的TM模式 纵向电场满足:
设
由边界条件 所以
同理有
所以
- iE记做模式
- 基模为
- 纵向波矢
对于某一给定的模式,一定,只有当时,才是实数,此时电磁场才是行波(导波) 称为截止频率
- 相速度
称为波导色散(模式色散)
- 群速度
群速度色散
TE模式
基模:或者
TEM模式
- 截止频率
- 无模式色散
谐振腔
所以角频率
真空中就有
*电磁场的辐射
时域分析: 已知全空间中随着时间变化的 求
(一)
(二) 代入,有
即存在标势和矢势,使得
(三)将代入Maxwell方程组
(四)将代入(三)的结论
不唯一 假设他们满足
取(规范变换)
则:
附加约束条件:
- (Coulomb规范)
- (Lorentz规范)
即d'Alembert方程 推迟势解:
其中, 被称为推迟时间