电场和磁场强度在矩形波导中的电磁场边界条件是什么为什么为0

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2016-12-27 07:01 标签： 电磁场边界条件的作用
您所在位置： &
&nbsp&&nbsp&nbsp&&nbsp
《电磁场与电磁波课后习题答案(杨儒贵编着)(第二版)第9章》.doc24页
本文档一共被下载：
次 ,您可全文免费在线阅读后下载本文档。
文档加载中...广告还剩秒
需要金币：218 &&
《电磁场与电磁波课后习题答案(杨儒贵编着)(第二版)第9章》.doc
你可能关注的文档：
··········
··········
导行电磁波
9-1 推导式（9-1-4）。
解 已知在理想介质中，无源区内的麦克斯韦旋度方程为
将上式代入旋度方程并考虑到，可得
整理上述方程，即可获得式（9-1-4）。
9-2 推导式（9-2-17）。
解 对于波，。应用分离变量法，令
由于满足标量亥姆霍兹方程，得
此式要成立，左端每项必须等于常数，令
显然，。由上两式可得原式通解为
根据横向场与纵向场的关系式可得
因为管壁处电场的切向分量应为零，那么，TE波应该满足下述边界条件：
将边界条件代入上两式，得
故的通解为
其余各分量分别为
试证波导中的工作波长、波导波长与截止波长之间满足下列关系
解 已知波导中电磁波的波长为
已知空气填充的矩形波导尺寸为，若工作频率，给出可能传输的模式。若填充介质以后，传输模式有无变化？为什么？
当内部为空气时，工作波长为，则
截止波长为
那么，能够传输的电磁波波长应满足，若令，则k应满足。满足此不等式的m，n数值列表如下： 0.25 1 2.25 4
1 1.25 2 3.25
4 4.25 由此可见，能够传输的模式为
填充介质以后，已知介质中的波长为，可见工作波长缩短，传输模式增多，因此除了上述传输模式外，还可能传输其它高次模式。
已知矩形波导的尺寸为，若在区域中填充相对介电常数为的理想介质，在区域中为真空。当TE10波自真空向介质表面投射时，试求边界上的反射波与透射波。
解 已知波导中沿轴传输的波的电场强度为
那么，反射波和透射波的电场强度可分别表示为
考虑到边界上电场强度与磁场强度的切向分量必须连续的边界条件，因而在处，获知
根据波阻抗公式，获知z
0区域中的波阻抗分别为
正在加载中，请稍后...矩形波导中的场分布
在矩形波导中,核电波(TEm。波)与核磁波(TMmn波)的电磁场分量公式分别如下【’1 根据边界条件,波导内壁上感应的高频面电流密度为其中bn为波导内壁指向管心的法向单位矢量,H为表面附近的磁场强度,且H—B/p. 为了对矩形波导中的场和波有一形象化概念,可将矩形波导中电磁波的解,用电力线、磁力线与电流线来表示,该图形常被称为场分布.了解波导中的场分布,对于解决波导的开槽、激发、耦合等问题都具有实际意义.在电动力学教科书 l”l中一般都涉及到场分布问题,但常常未加说明.在电磁场与电磁波教科书中对该问题一般都进行分析,但无系统的论述l‘,’I,有的教科书上尚有错误l‘].为此,本文对矩形波导中的场分布进行较为系统的讨论. 一、矩形波导中TE。n波的力线与电流线方程 1.电力线方程 在X@平面*,*民n波的电力线方程为 dy/dX一Ey/Ex依据复数表示式的物理意义,由式门)的实部得因此 kytg kjdy——dX积...&
(本文共4页)
权威出处：
1.引言 在微波应用技术中,常常希望在一有限空间内模拟均匀的TE/vl场.众所周知,在介质均匀填充的波导内不可能获得这样的区域.然而已经证明Ⅲ,在由两片具有相同相对介电常数8,和厚度t的介质片对称加载矩形波导中,当工作波长丑。满足关系对,则在介贡片之间的空气填充区域中可以存在TEM场.根据这个原理所研制出的具有均匀热图的医用微波辐射器已用于实际。’.对于用两片具:卣不同介电常数和不同厚度约介质片非对称加载矩形波导中能否获得均匀TEM场区,至今未见报导.本文证明了塞种非对称加载波导中亦可能存在有限的TEM场区,并导出了介质片厚度t。、l:与相对介电。常数sr-、8n和工作波长丑。(或频率,o)之间应满足的关系,同时还讨论了TEM汤区的最大宽度和传输功率等基本特性.:,.介质片非对称加载波导中的LSE模 在图1昕示的介质加载波导中,在一般情况下,简正波是既有纵向电场又有纵向磁场的混合模式,且可以分为LSE模和LSM模. 对:于LSE...&
(本文共6页)
权威出处：
o引言 在微波能应用和微波生物效应以及其它有关研究中,常常希望在波导的一有限空间内模拟均匀TEM场,然而我们知道矩形波导中不可能在均匀添充各种介质的情况下获得这样的区域.但是已经证明,在由两片具有相同介电常数。r和相同厚度t的介质片对称加载的矩形波导中可以存在均匀TEM场区〔‘〕,并且据此已研制出具有均匀热图的医用微波辐射器(见文献〔2〕、〔3〕).文献〔4〕则证明了介质片非对称加载于矩形波导中,也可在其问获得TEM伟2期郝音等铁氧体片对称加载矩形波导中的士EM场区场区.本文将证明在矩形波导中对称加载铁氧体片时也会出现TEM场区,而且文献〔‘)的结论只是本文的一个特例.1场表达式及特征方程1 .1各区域场的表达式 铁氧体片对称加载的矩形波导如附图所示.H.为外加直流磁化场,I区和I区为填充的铁氧体片,l区为空气填充区.波导中的H”模式电磁波向+‘方向传播,电场分量只有E,分量,且有E,=E(二)e一户.1区和!区的张量磁导率为:...&
(本文共8页)
权威出处：
0 弓 言 矩形波导中只能传播TE波和TM波,不能传播丁EM波。然而,已经证明当矩形波导两侧对称加载介质片口),或者非对称加载不同介电常数的介质片时就可以出现TEM场区o)。我们知道,在微波能应用领域,经常需要均匀场。因此文献(1)的结论很快得到了应用(3,4),最近文献(5,6)对铁氧体加载矩形波导出现TEM场的特性进行了研究,但文献(5)只研究了一种磁化状态且对称加载的情况;而文献〔6)只研究了两种磁化状态且其张量磁导率有误。本文将对全部四种磁化状态下的TEM场进行讨论。1 理论研究1.1 四种不同的磁化状态及其张尼砷悬来 四种不同的磁化状态如附图口、附图b、附图c和附图d所示,其1,1区厚度分别为t;,t。,R区为空气填充区。其相应的I,正区张量磁导率如下: ty.ti L oWW b w--wu 哈x 6 附图a 第一种磁化状态 附图b 第二种磁化状态第SM 郝 晋等 非对称巾载施磁介质矩形波导中的TEM场56 甲回.回...&
(本文共9页)
权威出处：
1引言虽然在年间已有多篇文献论述了金属壁波导管中填入电介质时的电磁波传播[1~4];企图在一根金属壁矩形波导中建立TEM场区,最早的较成功的研究始自R.G.Heeren和J.R.Baird的1971年论文[5]。该文对矩形波导两侧各用厚度t的电介质片加载时场解、特征方程、平面波传播频率作了分析,并用实验结果与理论分析作了对比。1990年,唐敬贤[6]对非对称加载(两侧的介质片的介电常数、厚度不相同)的情况作了分析,对特征方程、TEM场区宽度等作了研究。然而,以上工作在普遍性、严格性方面尚不能令人满意,并且缺乏对场分布的图形分析。本文采用J.E.Robinson等[7、8]在年间提出的射线法(ray theory)进行分析,并用时域有限差分(FDTD)法作了验证和比较。2场强方程的推导我们考虑一个截面宽为a、高为b的矩形波导由三层介质片加载,其介电常数分别为ε1、ε2、ε3,所对应区域分别为(1...&
(本文共9页)
权威出处：
波导中的电磁波存在形式就是波导中单独存在的电磁场结构。矩形波导中不存在TEM波,其导行电磁波只会以TE波形或者TM波形出现。TEmn和TMmn不同的m、n组合构成了电磁波众多的模式,其中矩形波导的单模传输是基础。文献[1]就介绍了“一种新型的回旋管用多波导输出系统”,通过该系统,可以将多模传输转化为矩形波导的单模传输、圆波导转化为矩形波导。文献[2]介绍了一种很好的三维空间矩形波导中电磁波分布仿真方法,但如果要反映波导内更细致的电磁场分布特征,文中模拟的二维空间电磁场结构效果会更好。1矩形波导中的电磁场分布1.1矩形波导中横磁波(TM波)的场分布根据TM波的定义,波导内的电磁场由Ez确定。在设定的矩形波导中,Ez的求解可以借助其满足的波动方程及给点的边界条件。坠2Ez坠x2+坠2Ez坠y2+k2Ez=0Ez x=0=0,Ez x=a=0(1)Ez y=0=0,Ez y=b=0求得[3]Ez(x,y,z)=Emsinma x si...&
(本文共3页)
权威出处：
扩展阅读：
CNKI手机学问
有学问，才够权威！
出版：《中国学术期刊（光盘版）》电子杂志社有限公司
地址：北京清华大学 84-48信箱 大众知识服务
互联网出版许可证 新出网证(京)字008号
京ICP证040431号
服务咨询：400-810--9993
订购咨询：400-819-9993
传真：010-电磁场考试试题及答案_百度文库
两大类热门资源免费畅读
续费一年阅读会员，立省24元！
电磁场考试试题及答案
上传于||文档简介
&&关​于​地​磁​场​考​试​试​题​及​答​案​,​浙​江​省​电​磁​波​试​题​答​案​。
阅读已结束，如果下载本文需要使用0下载券
想免费下载更多文档？
定制HR最喜欢的简历
下载文档到电脑，查找使用更方便
还剩8页未读，继续阅读
定制HR最喜欢的简历
你可能喜欢电磁场选择题_百度文库
两大类热门资源免费畅读
续费一年阅读会员，立省24元！
电磁场选择题
上传于||暂无简介
阅读已结束，如果下载本文需要使用1下载券
想免费下载本文？
定制HR最喜欢的简历
下载文档到电脑，查找使用更方便
还剩6页未读，继续阅读
定制HR最喜欢的简历
你可能喜欢

我要回帖

更多关于 电磁场边界条件的作用 的文章

 

随机推荐