波导管的截止频率
标准矩形波导管数据
0.0066
无
0.106
BJ1200
WR-8
WG28
R1200
92.2
140
2.032
1.016
0.0076
0.15
0.76
3.556
2.54
0.025
0.5
0.8
4.06
73.770
无
无
无
无
无
无
无
无
0.003
0.0042
无
无
BJ1400
WR-7
WG29
R1400
113
173
1.651
0.8255
0.723
12.970
18.487
15.464
22.042
0.066
0.094
0.093
0.308
BJ260
WR-34
WG21
R260
21.7
33
8.636
4.318
0.02
0.4
1.015
10.67
6.35
0.05
0.5
1
17.27
17.358
0.493
0.728
0.588
0.868
15.036
22.197
0.14
1
1.5
144.3
2.078
0.021
0.031
0.025
0.037
0.652
0.953
0.777
1.136
3.5
5
1.208
3.983
BJ40
WR-229
WG11A
R40
波导 截止频率
波导截止频率波导是一种用于传输电磁波的导波结构，其截止频率是指能够传输的最高频率。
截止频率取决于波导的尺寸、材料特性以及传播模式等因素。
本文将从波导的基本原理、截止频率的计算方法以及应用等方面进行介绍。
1. 波导的基本原理波导是一种具有一定尺寸和形状的导电结构，可以有效地传输电磁波。
它由一对或多对导体构成，通常为金属。
波导中的电磁波在导体内部通过反射和折射的方式传播，从而实现了电磁波的传输。
2. 波导的截止频率波导的截止频率是指在该频率以下，波导可以传输电磁波，而在该频率以上，波导无法传输电磁波。
波导的截止频率取决于波导的尺寸和材料特性。
一般来说，截止频率越高，波导的尺寸越小。
3. 波导截止频率的计算方法波导截止频率的计算方法有多种，其中一种常用的方法是通过求解波导内的电磁场分布来得到。
根据波导的几何形状和边界条件，可以得到电磁场的分布方程。
通过求解该方程，可以得到波导的截止频率。
4. 波导的应用波导在通信、雷达、微波炉等领域有着广泛的应用。
在通信领域，波导被用于传输微波信号，可以实现长距离的传输和高速通信。
在雷达领域，波导被用于传输雷达信号，可以提高雷达的灵敏度和分辨率。
在微波炉中，波导被用于传输微波能量，可以实现食物的快速加热。
5. 波导的特点和优势波导具有很多优点，例如低损耗、高功率传输、波束聚焦等。
由于波导内部几乎没有电磁波的损耗，因此可以实现长距离的传输。
同时，波导可以集中能量，使能量传输更加高效。
此外，波导还可以减少电磁波的辐射，提高系统的安全性。
总结：波导是一种用于传输电磁波的导波结构，其截止频率是指能够传输的最高频率。
波导的截止频率取决于波导的尺寸、材料特性以及传播模式等因素。
波导具有低损耗、高功率传输和波束聚焦等优点，在通信、雷达、微波炉等领域有着广泛的应用。
通过对波导的研究和设计，可以实现更高效、更可靠的电磁波传输。
标 准 矩 形 波 导 管 数 据
0.8636
0.4318
0.0051
0.038
0.76
2.388
1.956
0.025
0.5
0.8
1.73
173.576
无
无
无
无
无
无
无
无
0.00054
0.00076
无
无
0.02
0.2
1.015
5.79
3.91
0.05
0.5
1
7.52
39.499
无
无
2.048
3.023
无
无
62.425
92.152
0.01
0.0144
无
0.138
BJ740
WR-12
WG26
R740
60.5
91.9
3.0988
1.5494
0.0127
0.15
1.015
5.13
3.58
0.05
0.5
1
6.2
0.038
0.8
1.27
21.59
12.06
0.05
0.65
1.15
38.1
7.869
0.151
0.222
0.180
0.265
4.590
6.775
5.472
8.078
0.26
0.34
0.213
0.702
BJ140
WR-62
WG18
R140
11.9
18
15.799
7.899
0.031
0.4
1.015
17.83
电动力学期终总复习及试题
《电动力学》试题（A ）一. 单选题(每题3分,共24分)1.洛伦兹变换是同一事件在两个惯性系中的时空坐标变换;2.介质内极化电荷体密度决定于极化强度P的散度;4.带电粒子辐射电磁波的必要条件是粒子具有加速度; 7.若μA 是四维矢量,则μμx A ∂∂是四维标量;8.在不同介质分界面处,磁场边值关系：磁感应强度的法向分量是连续的; 二. 填空题(每小题4分,共24分)1.电磁波入射到导体表面时,透入深度随频率增大而____减小___________.2.用电导率σ、介电常数ε和电磁波的频率ω来区分物质的导电性能,当满足_______1〉〉ωεσ_________条件时是良导体.3.当振荡电偶极子的频率变为原来的2倍时,辐射功率将变成原来的__16____倍.4.对不同的惯性系,电荷是守恒量,由此可得出结论,当电荷作高速运动时,其体积__缩小_,电荷密度_______变大_______.5. 真空中平面z=0为带电平面,电荷密度为σ,则在z=0处电势应满足边值关系 21ϕϕ=和12εσϕϕ-=∂∂-∂∂z z . 6.不同频率的电磁波在同一介质中具有不同的传播速度,就表现为_______色散____现象.三.（13分）利用真空中的麦克斯韦方程组和电磁势的定义推导电磁势A满足的达朗贝尔方程:j tA c A 022221μ-=∂∂-∇ 解：把电磁势的定义： A B ⨯∇=和tAE ∂∂--∇=ϕ代入真空中的场方程（4分）tE J B ∂∂+=⨯∇000εμμ得：)(000tAt J A ∂∂+∇∂∂-=⨯∇⨯∇ϕεμμ （2分）注意到：A A A 2)(∇-⋅∇∇=∇⨯∇ 及2001c =εμ 将上式整理后得：J t cA t A c A 022222)1(1μϕ-=∂∂+⋅∇∇-∂∂-∇ （4分）利用洛伦兹条件：012=∂∂+⋅∇tc A ϕ，得：J tAc A 022221μ-=∂∂-∇ （3分）四.（20分）设有平面电磁波:x t z i e e E)102102(62100⨯-⨯-=ππ V/m,求:1. 圆频率、波长、介质中的波速、电矢量的偏振方向和波的传播方向；2. 若该介质的磁导率7104-⨯=πμ HM -1,问它的介电常数ε是多少解：1）圆频率Hz 6102⨯=πω (1分)波长)(100102222M k =⨯==-πππλ (2分) 介质中的波速kv ω=(2分))/(10102102826S M =⨯⨯=-ππ (1分) 电矢量的偏振方向为x 方向(1分)，波传播方向是z 轴正向.(1分)2)由με1=v 得21vμε=(3分) 287)10(1041⨯⨯=-π =π4109- (F/M)≈7.96×10-11F/M (2分) 五.（13分）真空中有一个半径为R 0的带电球面,面电荷密度为θσσcos 0=(其中σ0为常数),试用分离变量法求空间的电势分布.解:设球内外空间的电势分别为φ1和φ2在球内外均有ρ=0,故φ1和φ2都满足拉氏方程. (2分)显然本问题是轴对称的,以球心为坐标原点,以θ=0的方向为z 轴,建立球坐标系. (1分)考虑到边界条件: R →0时, φ1有限R →∞时,φ2→0 (2分) 可令尝试解为:)(cos 1101θϕRP a a +=;)(cos 12102θϕP R b R b +=(2分)由边值关系当R=R0时, φ1=φ2 ;θσϕεϕεcos 01020-=∂∂-∂∂R R (2分)得:)(cos )(cos 1201001010θϑP R bR b P R a a +=+ ；)(cos )(cos )(cos 2101113120θεσθθP P a P R b R b -=---(2分)比较方程两边Pn(cos θ)多项式的系数,可得:00==b a ;0013εσ=a , 3013R b εσ= (2分)于是: θεσϕcos 3001R =;θεσϕcos 3230002R R =从解题过程中可看出, φ1与φ2满足本问题的所有边界条件及边值关系,是本问题唯一正确的解.(2分)《电动力学》试题（B ）3.辐射功率P 与距离无关,能量可以电磁波的形式传播到远处.4.在相对论中空间距离是不变的;5.在介质分界面上电磁场发生突变：电场强度E的法向分量突变是由总电荷面密度σ引起的;A. 6. 电磁场能量传播的方向既垂直于电场又垂直于磁场的方向; 7.电磁波能在矩形波导内传播的条件是a 2<λA. 8.通过洛伦兹变换不能改变无因果关系的两事件的先后次序; 三. 填空题(每小题4分,共24分)1.麦克斯韦方程组的微分形式在____两种介质的分界面处___不适用.2.在导体中的电磁波是衰减的,导体的电导率愈__大___,衰减得愈快.3.当振荡电偶极子的振幅变为原来的2倍时,辐射功率将变成原来的__4___倍.4.当满足条件_______ v<<c_____时,洛伦兹变换将回到伽利略变换.5.边界条件σ=-⋅)(12D D n ，可用电势φ表示为_______σϕεϕε-=∂∂-∂∂n n 1122______.6.光子的静止质量为零，光子的能量和动量之间的关系是_____ E=cP___.三（13分）证明:当电势作下列规范变换ψ∇+=→A A A' , 时，电磁场保持不变.解：1）ψψ∇⨯∇+⨯∇=∇+⨯∇=⨯∇A A A )(' （2分）B A=⨯∇ （3分）0≡∇⨯∇ψ∴ B A=⨯∇' （3分）2）)()(''ψψϕϕ∇+∂∂-∂∂--∇=∂∂-∇-A tt t A（2分）t∂∂-=→ψϕϕϕ't A∂∂--∇= ϕ E=（3分）四. （13分）真空中的平面电磁波:)(5.2)1062(8y x t z i e e e H +=⨯-πππA/m,求:1. 频率、波长、波速和波的传播方向；2. 相应的磁场E；解：1）由H 的表达式知：8810321062⨯=⨯==πππωf （Hz ） （2分） π2=k (m-1),12==k πλ (m) （2分）8103⨯=v (m/s) （1分）波传播方向为Z 轴负方向。
截止波导管在通风窗口中的应用（电磁屏蔽）
截止波导管在通风窗口中的应用（电磁屏蔽）截止波导管在通风窗口中的应用摘要：在电磁屏蔽原理和截止波导理论的基础上，具体介绍了截止波导板的电磁屏蔽原理，给出了截止波导管的屏蔽效能公式及其设计、安装方法，最后结合具体工程应用进行了讨论。
1引言随着电子技术的飞速发展，电子设备或系统得到了越来越广泛的应用。
运行中的电子设备大多伴随着电磁能量的转换，空间中充满了高密度宽频谱的电磁信号，使得电子设备所处的电磁环境越来越复杂。
电子设备由于通风、散热的需要，不可避免的要在屏蔽机箱上开孔，但这样一来机箱内部的电子设备就会受到外界的电磁干扰，同时它也向外界辐射电磁波造成电磁泄露，影响其它设备的正常工作。
另外，电磁兼容测试中的电磁屏蔽室在通风的同时又要起到屏蔽的作用，以确保测试结果的准确性；某些部门的保密会议室以及重要设备机房都需要通风，同时又要防止会议(设备)的保密信息(信号)向外泄漏，以免造成泄密。
因此，需要找到一种能够兼顾电磁屏蔽和良好通风双重作用的解决方法。
本文根据电磁屏蔽原理和截止波导理论，介绍了蜂窝截止波导板在电磁屏蔽应用中的屏蔽效能计算方法及安装注意事项并结合工程实际应用进行了讨论。
2电磁屏蔽电磁屏蔽是用由导电或导磁材料制成的金属屏蔽体将电磁骚扰源限制在一定的空间范围内，使骚扰源从屏蔽体的一面耦合或辐射到另一面时受到抑制或衰减。
它是电磁兼容技术的一个重要的组成部分。
电磁屏蔽的作用原理是利用屏蔽体对电磁能量的反射、吸收和引导作用将屏蔽区域与其它区域分开。
我们平时所遇到的辐射场源大多是交变电磁场，其电场分量和磁场分量总是同时存在的。
只是在较低频率与实验频率时，电磁辐射能力不强，干扰一般发生在近场，其中高阻抗场的近场主要为电场分量，低阻抗场的近场主要为磁场分量。
在较高频率时，电磁辐射加强，发生远场干扰，此时其电场分量和磁场分量都不可忽略。
根据上述，电磁屏蔽可分为：电场屏蔽、磁场屏蔽和电磁屏蔽。
电磁屏蔽的效果用屏蔽效能(Shielding Effectiveness)来衡量。
标准矩形波导管数据
标准矩形波导管数据标准矩形波导管是一种常见的波导管类型，广泛应用于微波通信、雷达系统、卫星通信等领域。
它具有良好的传输性能和较宽的工作频率范围，因此在工程实践中具有重要的意义。
本文将对标准矩形波导管的一些基本数据进行介绍，以便工程师和研究人员在实际应用中能够更好地理解和使用标准矩形波导管。
1. 波导管的基本结构。
标准矩形波导管通常由金属材料制成，其截面呈矩形形状，具有两个相对的平行金属板和两个相对的垂直金属板构成。
波导管内部空间是一个封闭的金属空腔，能够传输电磁波信号。
波导管的尺寸和材料对其传输特性有着重要影响。
2. 波导管的工作频率范围。
标准矩形波导管的工作频率范围取决于其截面尺寸和材料特性。
一般来说，波导管的工作频率范围越宽，其传输性能越好。
工程师在选择标准矩形波导管时，需要根据实际应用的频率要求来确定合适的波导管尺寸和材料。
3. 波导管的传输损耗。
在实际应用中，波导管的传输损耗是一个重要的性能指标。
传输损耗取决于波导管的材料、尺寸、工作频率等因素。
一般来说，工程师需要在传输损耗和成本之间进行权衡，选择合适的波导管以满足工程需求。
4. 波导管的阻抗特性。
标准矩形波导管的阻抗特性对其在系统中的匹配和传输性能有着重要影响。
工程师需要根据系统的阻抗要求选择合适的波导管，并设计合适的匹配网络以确保波导管的正常工作。
5. 波导管的边界条件。
波导管的边界条件对其传输特性有着重要的影响。
工程师需要在设计和应用中考虑波导管的边界条件，以确保波导管能够正常传输电磁波信号。
总结。
标准矩形波导管作为一种重要的微波传输介质，在工程实践中具有广泛的应用。
工程师和研究人员需要充分理解波导管的基本数据和特性，以便在实际应用中能够更好地选择和使用标准矩形波导管。
希望本文对大家有所帮助，谢谢阅读！。
截止波导管在通风窗口中的应用915
截止波导管在通风窗口中的应用电磁屏蔽是微波设备中常用的结构。
传感器的安装、通风排水口的设计等位置都会牵涉到腔体内微波场和外界的互通。
采用圆形金属管对微波进行屏蔽是一种常用的方法。
因此，微波屏蔽效能就是个不得不考虑的参数。
屏蔽效能是指不存在屏蔽体时空间某处的电场强度E 0 (或磁场强度H 0)与存在屏蔽体时同一处的电场强度E s (或磁场强度H s )之比，常用分贝（dB ）表示，即：S E =20lg (E 0E s) 或S E =20lg (H0Hs) 半径为R 的圆形波导管中，最低传输模式为TE 11模，对应该波导管中最大截止波长λc =3.41R 。
对应截止频率f c =cλc≈8.8R 。
因此，若要有效实现截止波导管对微波的屏蔽，波导管的尺寸需确保R <fc 8.8，否则波导管将有可能形成波导传输线，不能实现屏蔽微波的作用。
电磁波在截止波导管中传输的衰减常数为：α=2πλ0√(λ0λc)2−μr εr 式中λ0指电磁波在真空中的波长，λc 为波导管的截止波长，μr 和εr 分别指介质的相对磁导率和相对介电常数。
根据电磁波在传输过程中幅值的变化规律：E =E m e −αL屏蔽能效可写成为：S E =20lg (E 0E s)=20lg(αL)由此可以计算出在对应频率和截面尺寸下屏蔽能效为S E 的截止波导管长度L=1α10S E20=010S E202π√(λ0λc)2−μrεr下面给出915MHz微波系统中不同半径金属圆管在屏蔽能效为30dB时对应的截止波导管长度。
当N个屏蔽效能相同的空洞排列在一起，相距小于半个波长时，造成的屏蔽效能下降为原来的20lgN/2在实际应用中，还需考虑到腔体内能量对于波导管的耦合系数，通常情况下这个耦合系数是个非常小的值。
因此在实际应用中，需要同时考虑到腔体内整体的功率密度、波导管的能量耦合系数、屏蔽能效的大小等，然后才能确定合理的截止波导长度。
当然，只要微波频率远远大于波导管的截止频率，波导管的长度越长屏蔽能效越好。
矩形波导中波模截止频率
vv D2 D1
nv1
vv B2 B1
0
理想导体边界条件（内部电磁场为零）
理想导体１
rr E1 H1 0
E２rr2真nr空Err或, 介质nvnvHEvv
0
v
H2 H
电场垂直于（理想）导体表面 磁场平行于（理想）导体表面
导体边界的电磁波方程
金属空腔平形镜面介质微腔二理想导体边界条件?边界条件beibtdhjidjt??????????????????????????????????定态情况下散度方程是冗余的0db??????????????电荷守恒????1211210neenhh????????????????????边界条件????1211210nddnbb??????????????????0nenh???????????????电场垂直于理想导体表面磁场平行于理想导体表面?理想导体边界条件内部电磁场为零12n?理想导体110eh????真空或介质22eehh??????导体边界的电磁波方程?对真空均匀介质电磁波方程helmholtz?导体边界条件0e???
Ex E0x sin kz
Ey E0 y sin kz
r E 0
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0
Ez
0
rr
E E0 sin kz
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在z=L导体面上：
nr
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i
kx2
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能够在波导管内传播的电磁波型的最低角频率c ω，称为该波形的截止频率。
已知波数μεω22=K ，即K 决定于激发频率ω。
由式.....2,1,0,,,z ===n m b
n K a m K y ππ知x K 、y K 决定于波导管的几何尺寸ɑ、b 和波型m 、n 。
从式με
ω22222==++K K K K z y x 和.....2,1,0,,,z ===n m b
n K a m K y ππ可知，对一定波形的波，其z K 为 2222
,)()(b
n a m C K mn z ππω--= 当2222
)()(b
n a m C ππω+<时，z K 为虚数，此时传播因子z iK z e 变为衰减因子z K z e -。
此情形下，电磁场振幅沿z 轴方向不断衰减，这种电磁波就不能在波导中传播。
由此可见，角频率不能小于某一临界值，该值称为截止频率，所以
2222)()()()(b
n a m b n a m
c +=+=μεππυω 为明确起见，把对应的（m,n) 标出，有
22,)()(b
n a m mn c +=μεπ
ω 设ɑ>b,选0=z E 的横电波10TE ,得最低截止频率为 a
c μεπω=10, 若管内为真空，则相应的频率和截止波长为 a
C f c 2210,==πω a f C c 210,==
λ 可见，波导管中能传输的最大波长取决于波导管的尺寸。
由于波导管的几何尺寸不能做的过大，所以波长在厘米波段，波导管的应用最广。
心得：本次实验过程中，老师将书本上的理论知识生动形象地讲解出来，让我对书本上的知识有了更加深刻的理解。
理论加实践的教学方式对于《勘探电磁场论》的学习有着非常大的帮助！。