天线学习笔记——波导中微波模式的理解(TE/TM/TEM)

news2024/11/13 9:10:57

三种模式的解释

TE/TM/TEM中的“T”是指Transverse的缩写,本意是“横向”,在微波模式中指的是“与传输方向相垂直的方向”,比如说:在三维笛卡尔直角坐标系中波导中的电磁波传输方向是沿着z轴,则把x方向和y方向称为横向。
模式:在没有激励源条件下的Maxwell方程的解。

TE模式表示:所有电场分量均与传输方向垂直,即传输方向上没有电场分量;
TM模式表示:所有磁场分量均与传输方向垂直,即传输方向上没有磁场分量。
TEM模式表示:电场、磁场分量均与传输方向垂直。

TEM波也就是横波,电场E、磁场H与传播方向k三者相互垂直,其他方向没有分量,但有的在波传播方向k上由H波或E波,这就产生了所谓的TE波或者TM波。
下面的这个图片可以很清楚的解释着三种模式:

请添加图片描述
沿一定途径(比如说波导)传播的电磁波为导行电磁波。根据麦克斯韦方程,导行电磁波在传播方向上一般是有E和H分量的。

光的传播形态分类:根据传播方向上有无电场分量或磁场分量,可分为如下三类,任何光都可以这三种波的合成形式表示出来。

1、TEM波:在传播方向上没有电场和磁场分量,称为横电磁波。若激光在谐振腔中的传播方向为z方向,那么激光的电场和磁场将没有z方向的分量!实际的激光模式是准TEM模,即允许Ez、Hz分量的存在,但它们必须<<横向分量,因为较大的Ez意味着波矢方向偏离光轴较大,容易溢出腔外,所以损耗大,难于形成振荡。

2、TE波(即s波):在传播方向上有磁场分量但无电场分量,称为横电波。在平面光波导(封闭腔结构)中,电磁场分量有Ey, Hx, Hz,传播方向为z方向。

3、TM波(即p波):在传播方向上有电场分量而无磁场分量,称为横磁波。在平面光波导(封闭腔结构)中,电磁场分量有Hy, Ex, Ez,传播方向为z方向。

三者可以这样记忆:横电磁波就是电和磁都是横着的;横电波只有电场是横的,所以磁场沿着波的传播方向;横磁波就只有磁场是横的,所以电场沿着传播方向。

微波工程、电磁场理论等课程中有关于TEM、TE、TM模的更为详细的描述。这里会存在一个疑问:不是说电场和磁场以及传播方向都正交相互垂直吗?那为啥会出现不相互垂直的TE/TM波,原因就在于,在介质中传播特别是折射后,产生了折射,原因在于介质,由于存在非正交分量,其实可能是导致介质损耗的原因所在!

由于波在介质中的传播是一个时间过程,所以必须考虑波在空间中分布的一些时间性的特性。首先是相位的概念。由于波动是一种周期现象,因此在某一个时刻振子处于一个周期的什么位置是非常重要的物理特征,这种位置就叫做相位。其次在波的空间分布中由相位相同的各点组成的一个几何面,称为波阵面(简称波面)。波阵面的概念在应用波动图象来分析波动现象时是非常关键的。波面的形状和波源与介质的分布性质密切相关。最简单的两种情形是:在各向同性的介质中,从点波源发出的波的波阵面是一簇同心球面,称为球面波;从平面状波源发出的波的波阵面是一簇平行平面,称为平面波。

波导及波导分类

下图就是一个TEM模式的电场和磁场传播方向

请添加图片描述
在波导理论中,能够传输TEM模式的波导,其横截面结构需能支持稳定静电场存在。故,单导体空心金属波导无法传输TEM模式。

波导分类: 通常,波导专指各种形状的空心金属波导管和表面波波导,前者将被传输的电磁波完全限制在金属管内,又称封闭波导;后者将引导的电磁波约束在波导结构的周围,又称开波导。请添加图片描述
表面波波导的特征是在边界外有电磁场的存在。其传播模式为表面波。在毫米波与亚毫米波波段,因金属波导管的尺寸太小而使损耗加大和制造困难。这时使用表面波波导,除具有良好的传输性外,主要优点是结构简单,制作容易,可具有集成电路需要的平面结构。表面波波导的主要形式有:介质线、介质镜像线、H-波导和镜像凹波导。

不同模式的场结构

波导中可能存在无限多种电磁场的结构或分布,每一种电磁场的分布称为一种波型(模式),每一种波型都有对应的截止波长和不同的相速。横截面均匀的空心波导称为均匀波导,均匀波导中的电磁波的波型可分为电波(TM模)和磁波(TE模)两大类。
请添加图片描述
请添加图片描述
请添加图片描述
请添加图片描述
请添加图片描述
请添加图片描述
请添加图片描述

圆形波导的场结构

请添加图片描述
请添加图片描述

矩形波导

矩形波导是横截面为矩形的填充空气的空心金属管,是实际中应用最广泛的一种微波传输线。标准矩形波导管数据
请添加图片描述
请添加图片描述

标准矩形波导管规格标准对照表
请添加图片描述

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.coloradmin.cn/o/535640.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

相关文章

【8086汇编】用DS和[address]实现字的传送

CPU从内存中读取一个数据单元的数据(1个字节8位)&#xff0c;或者读取一个字的数据&#xff08;2个字节16位&#xff09; DOSBox实操代码验证

低代码应用开发:告别繁琐,实现高效创新

随着企业数字化转型的不断推进&#xff0c;对于软件开发速度、效率和成本的要求也在不断提高。与此同时&#xff0c;随着技术发展&#xff0c;低代码技术逐渐成为了企业快速实现数字化转型的利器。如今&#xff0c;低代码已经广泛应用于各行各业&#xff0c;帮助企业提高应用开…

Splashtop Business Access - 个人和团队可以简单快速、安全高效地访问远程计算机。

Splashtop Business Access&#xff0c;从智能手机&#xff0c;平板电脑或另一台计算机远程访问 Windows PC 和 Mac –就像您坐在计算机前一样。 SPLASHTOP BUSINESS ACCESS 的主要功能 高性能 Splashtop Business Access和我们屡获殊荣的为数以百万计的消费用户提供的产品一…

初识软件测试(常见软件开发模型)

文章目录 软件测试概念篇1. 软件测试常见问题1) 什么是软件测试?2) 调试和测试的区别?3) 测试人员需要具备哪些素质? 2. 软件测试常见名词解释1) 需求2) 软件错误(bug)3) 测试用例 3. 软件的生命周期4. 开发模型1) 瀑布模型2) 螺旋模型3) 增量模型和迭代模型4) 敏捷模型 软件…

【服务器】利用树莓派搭建 web 服务器

Yan-英杰的主页 悟已往之不谏 知来者之可追 C程序员&#xff0c;2024届电子信息研究生 目录 概述 使用 Raspberry Pi Imager 安装 Raspberry Pi OS 设置 Apache Web 服务器 测试 web 站点 安装静态样例站点 将web站点发布到公网 安装 Cpolar内网穿透 cpolar进行tok…

Spring的IOC/DI注解开发

文章目录 3.1 环境准备3.2 注解开发定义bean步骤1:删除原XML配置步骤2:Dao上添加注解步骤3:配置Spring的注解包扫描步骤4&#xff1a;运行程序步骤5:Service上添加注解步骤6:运行程序知识点1:Component等 3.2 纯注解开发模式3.2.1 思路分析3.2.2 实现步骤步骤1:创建配置类步骤2…

主题建模-corpora语料库-PCA进行降维

https://colab.research.google.com/drive/1F-1Ej7T2xnUKXSmDPjjOChNbBTvQlpnM?uspsharing 考试 https://colab.research.google.com/drive/1hSRxzFL9cx7PYrHYZeEnT3jRSn8LmQcx?uspsharing 第一题要求 聚类选定的新闻数据。此时&#xff0c;请考虑以下事项。&#xff08;2分…

算法篇——贪心算法大集合(js版)

455.分发饼干 假设你是一位很棒的家长&#xff0c;想要给你的孩子们一些小饼干。但是&#xff0c;每个孩子最多只能给一块饼干。 对每个孩子 i&#xff0c;都有一个胃口值 g[i]&#xff0c;这是能让孩子们满足胃口的饼干的最小尺寸&#xff1b;并且每块饼干 j&#xff0c;都有…

Vue收集表单数据和过滤器

目录 收集表单数据 收集表单数据总结 过滤器 过滤器小结 收集表单数据 <!DOCTYPE html> <html lang"en"> <head><meta charset"UTF-8"><title>Title</title><!--vue--><script src"https://cdn.sta…

【C#】GridControl日期字段显示时分秒

系列文章 【C#】单号生成器&#xff08;编号规则、固定字符、流水号、产生业务单号&#xff09; 本文链接&#xff1a;https://blog.csdn.net/youcheng_ge/article/details/129129787 【C#】日期范围生成器&#xff08;开始日期、结束日期&#xff09; 本文链接&#xff1a;h…

Vue3+elementPlus 表格提示宽度设置无效问题

网上都说这样改 但是我的改了无效&#xff01; 试了下这样就可以了 <style lang"css">.el-popper {font-size: 14px;max-width: 600px; } </style>

【springboot test】springboot 单元测试配置文件加载顺序及覆盖关系

springboot test 配置文件加载顺序及覆盖关系 参照目录结构:1.配置文件加载基础原则:2.application.yml主配置文件加载原则:3.application.yml中指定spring.profiles.active:xxx时,xxx的加载原则:4.使用ActiveProfiles("yyy")时:5.其他自定义配置文件,如xxx.properti…

为什么需要防雷接地,防雷接地的作用是什么

为什么需要电气接地&#xff1f; 您是否曾经在工作条件下使用任何电器时接触过电击&#xff1f;几乎每个人的答案都是肯定的&#xff0c;有时这些电击是轻微的&#xff0c;但有时会对电气和电子设备造成损坏&#xff0c;并可能危及生命。为防止对人的生命和电器造成任何损害&a…

网络计算模式(一)

CDN网络概念 CDN&#xff1a;Content Delivery Network&#xff0c;即内容分发网络。 其目的是通过在现有的Internet中增加一层新的网络架构&#xff0c;将网站的内容发布到最接近用户的网络“边缘”。使用户可以就近取得所需的内容&#xff0c;解决Internet网络拥挤的状况&a…

盘点十大机器人公众号

原创 | 文BFT机器人 一、机器人大讲堂 公众号定位&#xff1a;引领行业发展的新媒体平台 更新频率&#xff1a;1篇主推3篇副推/每日更新 文章内容&#xff1a; 1. 行业市场新动态&#xff08;常作为主推&#xff09; 吸引关注科技市场动态的客户群体 2. 项目、政策 吸引需…

DI93A HESG440355R3为什么电容器分为多种?只有一种电容器不行吗?

​ DI93A HESG440355R3为什么电容器分为多种&#xff1f;只有一种电容器不行吗&#xff1f; 电子产品由不同的电子元件组成&#xff0c;包括电容器、电感器、电阻器、线圈、发电机等&#xff0c;其中电容器是常见的电子元件。电容器按照类别分为多种电容器&#xff0c;常见的有…

Barra模型因子的构建及应用系列十之Leverage因子

一、摘要 在前期的Barra模型系列文章中&#xff0c;我们构建了Size因子、Beta因子、Momentum因子、Residual Volatility因子、NonLinear Size因子、Book-to-Price因子、Liquidity因子、Earning_Yeild因子和Growth因子 &#xff0c;并分别创建了对应的单因子策略&#xff0c;其…

基于Java的医护人员排班系统设计与实现【附源码】

角色分为管理员、医生、护士 登录、注册页面&#xff1a; 工号、姓名、科室、密码、电话、性别、邮箱 管理员功能&#xff1a; 1、个人中心&#xff1a;个人信息、修改密码。 2、科室信息&#xff1a;增删改查&#xff0c;每个科室要有科室人员。 3、医生信息&#xff1a;增删改…

通过chatGPT学习:L2网络和L3网络?

下面的总结是通过chatGPT4进行的。 1、 L2网络和L3网络 L2网络和L3网络是计算机网络中的两种不同的网络类型&#xff0c;它们有一些不同的特点和应用场景。 L2网络&#xff0c;也被称为数据链路层网络&#xff0c; 主要是通过物理地址&#xff08;MAC地址&#xff09;来转发…

.Net6 导出excel使用aspose.cells23.5.0

一、测试代码 internal class Program { static void Main(string[] args) { WorkbookDesigner wb new WorkbookDesigner(new Workbook()); var style new CellsFactory().CreateStyle(); style.Borders.SetColor(C…