传输线模式分析

05-08

最近在看传输线的内容，主要参考文献为 Waveguide handbook by Marcuvitz 和微波工程 by Pozar
虽然书中传输线的介绍和公式推导都很详细，但看完之后有一些概念性的问题请教各位达人
1. 传输线种类繁多，包括同轴线、波导、微带线等，在分析的时候，波导（包括矩形、圆）给出了传输模式的解析解，然后从定义导出特征阻抗的表达式，而微带线没有传输模式分析，直接给出传输常数和特征阻抗。二者分析方法差异的根源在哪?模式分析对于传输线而言，有何重要性?（是不是单纯为了获得特征阻抗的一个必经过程）
2. 波导传输模式的分析从TEM / TE / TM入手，能推导出解析解。然而若波导传输的是混合模（各方向上电磁分量均不为零）又该如何分析?简化问题是因为混合模在实际应用中不常出现还是因为混合模可以由TE / TM 叠加表示，正如向量可以由标量叠加表示一样?
3. 弄清传输线模式的意义，除了得到传输常数、特征阻抗这些重要的参数外，还有哪些重要的目的?

传输线的边界条件没有矩形波导与圆波导那么好，做解析解就比较困难，它的结论大都是通过实现得到的。它工作于准TEM模式下。

沙发自己坐

多谢解答。还有一点想请教一下：弄清传输线模式的意义在于?

这类问题就应该从基础理论-数学中去寻找答案
电磁理论的根本问题就是麦克斯韦方程求解的问题，传输线也一样就是波动方程在一定条件的解的问题。
麦克斯韦四个方程组从不同侧面描述了宏观电磁现象，通过这四个方程可以导出一个微分方程，即波动方程，指出了电磁场的存在形式。这个普遍的波动形式在不同的边界条件和初始条件下形成的各种各样的解便解释了我们遇到的各种电磁现象。
对于自由空间有各种辐射散射问题，对于波导则有传输模式问题。所以不论同轴线还是波导，不论它是圆形还是方形，都是在不同边界条件下来求解波动方程。
你所说的混合模，应该指的是高次模，因为在其通解里有一些待定系数是与边界条件参数有关的，在一定条件下其解是无穷的，每一个高次模都是一个特解，都是电磁场可以存在的一种模式。
所以从数学的角度，从微分方程解的形式才能更深刻理解你说的问题。

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