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【正文】 ?????? （ ） 無耗時 2T E T E2TE22T E T E12121122tststtssP Z H dSY E dSZ h dS Y e dS????????22T M T M T M2 2T M T M11221122ttssttssP Z H d S Y E d SZ h d S Y e d S????????導波的一般特性 —— 導波的傳輸功率、能量及衰減 TE/TM波 無耗時 存在縱向場的 TE波和 TM波，由于它們的橫向場可由縱向 場表出，因此傳輸功率也可由縱向場來表示： 22 22TE TE TE1122 zzccssP Z H d S Z h d Skk???? ??22 2 2TM TM TM1122 zzccssP Y E d S Y e d Skk???? ??導波的一般特性 —— 導波的傳輸功率、能量及衰減 （證明見 p20） ? 導波的能量 單位長 導波系統中傳播波的電能和磁能可由能量密度時 均值積分求得。 4e essW w d S E E d S? ?? ? ???平 均4m mssW w d S H H d S? ?? ? ???平 均2e TE M 4 tsW e d S?? ?2m TE M 4 tsW h d S?? ?導波的一般特性 —— 導波的傳輸功率、能量及衰減 TEM波 TE/TM波 導波的一般特性 —— 導波的傳輸功率、能量及衰減 2e TE 4 tsW e d S?? ?? ?22m TE 4 tzsW h h d S????? ?22e TM 4 tzsW e e d S????2m TM 4 tsW h d S?? ?導波的一般特性 —— 導波的傳輸功率、能量及衰減 當傳輸系統無耗時 meWW?即是說，在無耗導波系統中，傳播波的電能時均值與磁能時均值彼此相等 （證明請參見 p21。利用了復數坡印廷矢量定理） ? 導波的衰減 引起衰減的原因： ； 。 當導波系統有損耗時，正向波的振幅隨 z按 指數規律變化，傳輸功率則按 的規律變化。設在 z=0處的傳輸功率為 P0，則在 z處的傳輸功率為： （單位長度損耗） 20 zP P e ???2P Pz ?? ??? 2l PPPz ??? ? ??2lPP? ?單位：奈培（ Np）和分貝（ dB） 導波的一般特性 —— 導波的傳輸功率、能量及衰減 ze ??2 ze ??? ?1Re ( )21Re ( )2LSmSP E H n dSZ n H H n dS?????????? ? ??? ? ? ?????導波的一般特性 —— 導波的傳輸功率、能量及衰減 (1)導體損耗引起的衰減（簡稱導體衰減） 計算導體衰減，以其衰減常數代表，這時假定介質是無耗的，導波衰減僅由導體損耗造成。 式中 為導體表面阻抗， mZ m m mZ R jX??21R ( ) ( )21R2Lm Sm SP n H H n dSH dS???????? ? ? ? ?????21 R2lm lP H d l?? ?22( / )2 2mllcTE M tSTETMR H d lPNp mP Z H d S?? ????這里將進入導體壁內的波近似為均勻平面波，故波阻抗就等于導體表面阻抗。上式變為： 導波的一般特性 —— 導波的傳輸功率、能量及衰減 22 ( / )2T E Mm lcT E M tSR h dlN p mZ h dS?? ? ??? ?222 2422 22 ( N p/m )22TEm z c zm llcTE t TE c zSSR h k h dlR h dlZ h dS Z k h dS?? ???????????2 222 2 ( / )22TMm m n zllcTM c zTM t SSR h dl R e dlNp mZ k e dSZ h dS????? ????? TEM、 TE、 TM波的導體損耗 導波的一般特性 —— 導波的傳輸功率、能量及衰減 (作業題，下去證明 ) 假定導體是理想的，導波的衰減僅由介質損耗造成。在這種情況下，因為導體邊界仍是理想的，所以介質有耗并不影響無耗場解的形式，只是將無耗解的介質常數由實數換成復數 : ? ?11j j jtg? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ??? ?? ??? ? ?? ? ? ? ? ??? ???導波的一般特性 —— 導波的傳輸功率、能量及衰減 ?介質損耗引起的衰減（簡稱介質衰減） 介質的損耗角正切 方法 1 2 2 2ckk? ?? ? ? 2 22dcj k j? ? ? ? ? ? ? ???? ? ? ?2 2 2 22d d cj k j? ? ? ? ? ? ? ?? ???? ? ? ? ?導波的一般特性 —— 導波的傳輸功率、能量及衰減 2( / )22dtg N p m? ? ? ? ? ? ????????（虛部相等） （ ） 22ck? ? ? ? ???2d?（ 略 去 項 ） （實部相等） （ ） 方法 2 2 2e2 2 2l S S SP E E d S E d S d S? ? ??? ? ?? ? ? ?? ? ?212 T EM tSTETMP Y e d S? ?22( / )2SdTEM tSTETMe dSN p mY e dS??????導波的一般特性 —— 導波的傳輸功率、能量及衰減 2lPP? ?利用 將各類波的場量代入可得 導波的一般特性 —— 導波的傳輸功率、能量及衰減 2( / )2TETMTETMgdT E M T ETMkt g N p mY??????????（ ） ( / )2T E MdT E MN p mY?? ??（ ） 可以證明，方法 1和方法 2所得結果是一樣的 （下去證明一下） ? 導波系統中截止狀態下的場 當 ， 時，導波的傳播常數為實數，此時沒 有波沿導波系統傳播，場處于截止狀態。 截止場的場分量可寫為： TE場 TM場 cff? c???導波的一般特性 j t zzzH h e ?? ??2j t zt t zcH h ek ??? ????t T E t zE Z H a??j t zzzE e e ?? ???2j t zt t zcE e ek ??? ????t T M z tH Y a E?? 可見，場沿 z為指數規律分布。截止場的阻抗為純虛數， TE場阻抗是感抗， TM場阻抗是容抗。無耗導波系統中截止場的電能時均值和磁能時均值彼此不相等，并且 TE TEmeWW?TM TMmeWW?導波的一般特性 —— 導波系統中截止狀態下的場 （證明請參見 p25） 作業 ， ， ， ， ， ，