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《射頻電路與天線5_圓波導(dǎo)與同軸線》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、射頻電路與天線5_圓波導(dǎo)與同軸線1（2-24）圓波導(dǎo)的半徑a=3.8cm，（1）求TE01、TE11、TM01、TM11各模式的波在其中傳輸時(shí)的截止波長(zhǎng)；（2）求10cm波長(zhǎng)的TE11型波在其中傳輸?shù)牟▽?dǎo)波長(zhǎng)?g。解：（1）根據(jù)書中表2-1、表2-2和圓波導(dǎo)截止波長(zhǎng)公式知：TE01模式的截止波長(zhǎng)：?c?1.64a???1.643.86.232cmTE11模式的截止波長(zhǎng)：?c?3.41a???3.413.812.958cmTM01模式的截止波長(zhǎng)：?c?2.61a???2.613.89.918cmTM11模式的截止波長(zhǎng)：?c?1
2、.64a???1.643.86.232cm（2）由（1）求得TE11模式截止波長(zhǎng)?c?12.958cm，則波導(dǎo)波長(zhǎng)為?10????15.724cmg?22101()??1()?12.958c2（2-25）空氣填充圓波導(dǎo)的直徑為5cm，求（1）H11、H01、E01、E11各模式的截止波長(zhǎng)?c（2）當(dāng)工作波長(zhǎng)??7cm，6cm，3cm時(shí)，波導(dǎo)中分別可能出現(xiàn)哪些波型？（3）??7cm時(shí)工作傳輸主模的波導(dǎo)波長(zhǎng)。解：（1）a=2.5，根據(jù)書中表2-1、表2-2和圓波導(dǎo)截止波長(zhǎng)公式知：H11模式的截止波長(zhǎng)：?c?3.41ac???3.
3、412.58.525mH01模式的截止波長(zhǎng)：?c?1.64ac???1.642.54.1mE01模式的截止波長(zhǎng)：?c?2.61ac???2.612.56.525mE11模式的截止波長(zhǎng)：?c?1.64ac???1.642.54.1m（2）只有???的波才能在圓波導(dǎo)中傳播，所以c射頻電路與天線5_圓波導(dǎo)與同軸線當(dāng)??7cm時(shí)，?/7a??/2.52.8，可能出現(xiàn)H11當(dāng)??6cm時(shí)，?/6a??/2.52.4，可能出現(xiàn)H，E1101當(dāng)??3cm時(shí)，?/3a??/2.51.2，可能出現(xiàn)HE,，E，H，H，E111101213121
4、（3）當(dāng)??7cm時(shí)，?/7a??/2.52.8，出現(xiàn)TE模，則截止波長(zhǎng)為11????3.41ac3.412.58.525?mc所以波導(dǎo)波長(zhǎng)為27???????12.26cmg?22????7?1?1??????????8.525c3欲在同軸線中只傳輸TEM波，其條件是什么？若空氣填充的同軸線，其內(nèi)導(dǎo)體的直徑d=2cm，外導(dǎo)體的內(nèi)直徑D=8cm，為保證只傳輸TEM波，工作波長(zhǎng)至少應(yīng)該是多少？若工作波長(zhǎng)為10cm，求TEM波的相速。解：在同軸線中只傳輸TEM波的條件是：工作波長(zhǎng)????kb?(a)，其中，a為同軸cTE11線內(nèi)
5、導(dǎo)體半徑，b為同軸線外導(dǎo)體半徑。對(duì)于空氣填充的同軸線，為保證只傳輸TEM波，工作波長(zhǎng)至少為(????????ba)(14)15.71cmmin工作波長(zhǎng)為10cm時(shí)，只傳輸TEM波，所以相速為18vc???310/?msp??DD4試證明同軸線傳輸功率最大條件為?1.65，衰減最小條件?3.59，耐壓值U具有maxddD最大條件為?2.71。其中D為外導(dǎo)體的內(nèi)直徑，d為內(nèi)導(dǎo)體的外直徑。d證明方法一：（1）同軸線傳輸?shù)墓β嗜萘繛樯漕l電路與天線5_圓波導(dǎo)與同軸線22aEbcP??lncr120a其中，a為同軸線內(nèi)導(dǎo)體半徑，b為同軸
6、線外導(dǎo)體半徑，Ec為介質(zhì)電場(chǎng)擊穿強(qiáng)度。?dPc在滿足只傳輸TEM波的條件()ab??下，固定b值，以a為變量，當(dāng)?0時(shí)，?da傳輸功率最大，即22dPc222abaaaba???EE(ln???)(2ln??)0，rcrcda120a120b120ab得bD?1.65，即?1.65ad（2）導(dǎo)體衰減常數(shù)11()???ab??c2?b2lna?d?c在滿足只傳輸TEM波的條件()ab??下，固定b值，以a為變量，當(dāng)?0時(shí)，?da衰減最小，即??11ba??ln?)d?1????aaba2c????0da22?b2??(ln)?
7、?a得bD?3.59，即?3.59ad（3）耐壓值bUE?alnmaxca?dUmax在滿足只傳輸TEM波的條件()ab??下，固定b值，以a為變量，當(dāng)?0時(shí)，?da耐壓值有最大值，即2dUbamax?E(ln??)0cdaab得bD?2.71，即?2.71ad證明方法二：（1）設(shè)外導(dǎo)體接地，內(nèi)導(dǎo)體接上的電壓為U，則內(nèi)導(dǎo)體表面的電場(chǎng)為m射頻電路與天線5_圓波導(dǎo)與同軸線UDmE?（x?）d/2ddlnx2內(nèi)導(dǎo)體上的電壓為dDDlnxUE??ln()Em/dd2/222dx則傳輸功率為222*2?Um?DEd/2lnxPU??I
8、?2??xln(Dd/)4??為達(dá)到最大傳輸功率，設(shè)取介質(zhì)的極限擊穿電場(chǎng)，EE?，而且，要使P取最大，d/2maxP應(yīng)滿足dPmax?0dx于是可得Dx??1.65d（2）由內(nèi)導(dǎo)體上的電壓為dDDlnxUE??ln()Em/dd2/222dx為達(dá)到耐壓最大，即令dUmax?0dxD可得x?
