中国地质大学(武汉)数理学院,电子自旋共振实验报告
一般截面为a×b的、均匀的、无限长的矩形波导如图3所示,管壁为理想导体,管内充以介电常数为 ,磁导率为 的介质,则沿z方向传播的TE10波的各分量为
Ey E0sin
x
a
ei( t z),Hx
xi( t z)
E0sine a
Hz i
xi( t z)
E0cose,Ex Ez Hy 0 aa
( / c)2
其中 /为电磁波的角频率, 2 / g称为相位常数, g
g称为波导波长, c 2a为截止或临界波长(对微波电子自旋共振实验系统中
a=22.86mm,b=10.16mm), c/f为电磁波在自由空间的波长。
TE10波具有下列特性:
a)存在一个截止波长 c,只有波长 c的电磁波才能在波导管中传播。b)波长为 的电磁波在波导中传播时,波长变为 g c。
c)电场矢量垂直于波导宽壁(只有Ey),沿x方向两边为0,中间最强,沿
y方向是均匀的。磁场矢量在波导宽壁的平面内(只有Hx、Hz),TE10的含义是TE表示电场只有横向分量。1表示场沿宽边方向有一个最大值,0表示场沿窄边方向没有变化(例如TEmn,表示场沿宽边和窄边分别有m和n个最大值)。
实际使用时,波导不是无限长的,它的终端一般接有负载,当入射电磁波没有被负载全部吸收时,波导中就存在反射波而形成驻波,为此引入反射系数 和驻波比 来描述这种状态。
EEr
ei , maxEiEmin
Er、Ei分别是某横截面处电场反射波和电场入射波, 是它们之间的相位差。Emax和Emin分别是波导中驻波电场最大值和最小值。 和 的关系为