问答题 一填充介质的铜制矩形波导传输工作频率为f=10 GHz的TE 10 模,波导尺寸为a=1.5 cm,b=0.6 cm,铜的电导率σ=1.57×10 -4 S/m,介质参量为μ r =1,ε r =2.25,损耗正切tanδ=4×10 -4 ,求: (1)相位常数β,波导波长λ g ,相速度v p 和波阻抗
【正确答案】正确答案:这是一个波导壁及填充的介质均匀有损耗的波导。但由于在实用波导中介质损耗和波导壁损耗而引起的衰减通常都很小,故研究其中传输模的场分布时可以不考虑它们的效应,而视波导壁为理想导体,视填充的介质为理想介质。据此,在计算题中的传输参数β,λ g ,v p 时可以用理想波导的公式。 (1)在f=10 10 Hz时,无界介质中的波长 TE 10 模的截止频率 (2)计算波导壁损耗的衰减常数时,可不考虑介质损耗,故 代入上式得 α ε =0.0526 Np/m=0.457 dB/m 为计算介质损耗的衰减常数,首先导出其计算公式(此时不考虑壁损耗)。有耗介质的介电常数为复数 d 为介质的等效电导率),传播常数也是复数γ=α d +jβ。 在此情况下由式k c 22 με+γ 2 =k 22 由于ωμσ d <<ω 2 με一k c 2 ,上式中[1一jωμσ d2 με-k c 2 ) -1 ] 1/2 可按二项式展开,取前两项得 与波导填充理想介质的相移常数相同。而 (2)式对波导中TE模和TM模均适用。 由于损耗角正切 而tanδ=4×10 -4 ,所以
【答案解析】