【正确答案】波导中不同的波型具有相同截止波长的现象称为波型(模式)简并。
矩形波导,除TEm0和TEon外,均存在波型简并。对于a>b情况,TEmn与TMmn(m≠0,n≠0)简并——二重简并;当a=b(正方波导)则TEmn、TEnm、TMmn、TMnm,简并——四重简并;当b=0.5a时,则TE01与TE20简并,TE02与TE40简并,TE50与TE32、TM32简并——三重简并。
圆波导中,除具有模式简并外,还存在极化简并。
E—H模式简并,是由贝塞尔函数的性质决定的,由于J'0(x)=-J1(x),所以J'0(x)的零点与J1(x)的零点相等,因此TE0n与TM1n为模式简并。
极化简并是由于TMmn与TEmn的场分量中都有cos(mφ-φ0)或sin(mφ-φ0)因子,这里的φ0决定场在角向的极化方向。利用三角恒等式,可将其写成
Dcos(mφ-φ0)=Acosmφ+Bsinmφ
A=Dcosφ0,B=Dsinφ0
上式表明,极化方向φ0的不定性。实际上表示场在圆周φ方向有cosmφ与sinmφ两个线性无关的独立成分,但却有相同的截止波长,因此具有双重简并,除m=0的模式外,都具有极化简并。
【答案解析】