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微波第9次课思考题:课上随机找同学提问

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级别: 教师
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级别: 精灵王
只看该作者 沙发  发表于: 2016-10-17
回答思考题第一题:
通过传输线系统(一般为封闭或半封闭空间)导引沿一定方向传输的电磁波称为导行波。导引导行波的传输线系统称为波导。
广义波导的含义:所有能够导引电磁波沿一定方向传输的物质结构。
狭义波导的含义:特指横截面形状不变的单根“柱状”空心金属管,即所谓规则金属波导。
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微歩 铜币 +66 2016-10-17 积极回答还是值得鼓励的,如果能用自己的语言表述就更好了。
级别: 精灵王
只看该作者 板凳  发表于: 2016-10-18
回答思考题第三题:工作频率升高,趋肤效应引起的电阻损耗已无法忽视,且支撑内外导体的绝缘介质产生介质损耗,引起能量耗散。
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微歩 铜币 +66 2016-10-18 如果能有一些查阅教材以外参考资料的心得或者自己原创的体会就更好了。
级别: 荣誉会员
只看该作者 地板  发表于: 2016-10-18
回答思考题第二题:平行双导线电磁功率绝大部分在导线之外的空间中传播。缺点有:
1、当工作频率升高时,由趋肤深度及表面电阻公式得趋肤深度减小,而导体表面电阻又与趋肤深度成反比关系,由此可知频率越高,电流分布愈集中于表面,表面电阻越大,使得导线中的热损耗越大。
2、由于在结构上为保证双导线的相对位置不变,需用介质或金属绝缘子做支架,这就引起介质损耗或附加的热损耗。随频率的升高,介质损耗将随之增大。
3、当波长与双线间距差不多时,双线基本上变成了辐射器,此时双线已不能再传输能量了。
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微歩 铜币 +1 2016-10-18 另外工作频率不同时(例如传输直流、低频、微波信号时)有不同吗?
微歩 铜币 +66 2016-10-18 绝大部分还是全部?你能把这个问题说清楚吗?
级别: 精灵王
只看该作者 4楼 发表于: 2016-10-18
回答第四题:
相同点:
(1)媒质可以相同;(2)所用的电磁场量相同;(3)媒质中电磁场量满足的微分方程关系均为麦克斯韦方程组。
不同点:
边界情况即边界条件不同。这从本质上决定波导内的电磁波解与无界空间不同。
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微歩 铜币 +66 2016-10-18 如果在此基础上能有一些自己的理解和认识就更好了,比如:什么是边界条件?边界条件如何就影响了场分布?
级别: 精灵王
只看该作者 5楼 发表于: 2016-10-18
回答第十一、十二小题:

1、γ是Z向传播常数;
2、Kc是截止波数;
3、在假定导波场对横向坐标和纵向坐标可分离变量的前提下,K>Kc时,γ=jβ,此时电磁波导通,而K<Kc时,γ为一实数,电磁波沿传播方向衰减,此时电磁波截止;当K=Kc时γ=0,电磁波处于导通和截止的临界状态。所以称Kc为截止波数。
4、导通时电磁波无衰减的朝一个方向传播,截止时电磁波沿传播方向衰减
5、纵向场法消去了传播因子,同时引入了截止波数;纵向场法表示一个复数场量时比如表示ET,不仅跟Ez有关,还与Hz有关。


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微歩 铜币 +99 2016-10-18 第5项回答表述不准确,但反而能看出同学有一定自己的理解,更值得表扬。
级别: 精灵王
只看该作者 6楼 发表于: 2016-10-19
回答第十四题:
    TE波中HT ET 只与Hz有关而与Ez无关
    TM波中HT ET 只与Ez有关而与Hz无关
    TEM波中kc2HT kc2ET均为零,而要使解有意义(非零解),只有当kc=0时成立

    TEM波中kc=0,γ=jβ
级别: 荣誉会员
只看该作者 7楼 发表于: 2016-10-19
回答第五题:
  在求解波导内部的电磁波问题时,假设波导壁为理想导体,波导内部填充理想媒质,此时波导内部电磁波的电磁场满足麦克斯韦方程

回答第八题:
  纵横分离有两步,第一步是将矢量E,H进行纵向、横向的分离,从而将三维的矢量问题转化为标量问题;第二步是将函数的纵向坐标函数和横向坐标函数分离,即将E,H表示为分布函数与传播因子乘积的形式,通过消去传播因子,将三维问题转化为二维问题。
  利用纵横分离可以有效地简化波导相关问题的求解与分析
级别: 风云使者
只看该作者 8楼 发表于: 2016-10-19
回答10、11
9:从能量的角度理解,导行波是全部或绝大部分电磁能量被约束在有限横截面内,并且沿一定方向传输的电磁波。在求解规则波导内导波场解时,我们将复数场量分解成纵向传输因子和横向分布函数的乘积。选择的坐标函数不Z(z)不同,分布函数可以相差常数因子。它们的存在就是为了更方便地描述横向或纵向的场量。
10:纵向场法是为矢量场的第一次纵横分离服务的。它使得我们可以用纵向方向的场量表示横向的场量。并且纵向的场函数对应纵向场矢量的分布函数Ez(u,v)和Hz(u,v)。证明思路:根据麦克斯韦方程组和两条关于梯度、旋度、散度的定理来化简。
级别: 精灵王
只看该作者 9楼 发表于: 2016-10-19
回答十五题:
这几个参量分别为:
波导内部介质的波数  波阻抗 传播常数 相位常数 截止波数 横电波的波导 横磁波的波导 横电磁波的波导
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