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波導的模式是什麼

波導的模式是指電磁波在波導中傳播時的特定電磁場分佈和傳播特性。波導是一種用來定向引導電磁波的結構,其傳播模式可以分爲以下幾種:

TE模式:表示所有電場分量均與傳輸方向垂直,即傳輸方向上沒有電場分量。

TM模式:表示所有磁場分量均與傳輸方向垂直。

TEM模式:表示電場和磁場分量均與傳輸方向垂直。

波導中可能存在無限多種電磁場的結構或分佈,每一種電磁場的分佈稱爲一種波形(模式),每一種波形都有對應的截止波長和不同的相速。在矩形波導中,當磁場沿傳播方向時,可以形成橫電波(TE)或H型波;如果電場在傳播方向上,則稱爲橫磁波(TM)或e波。

波導的主模式爲電磁波能量引導效率最高的模式。在矩形波導中,TE10模式是最有效的,而在圓柱波導中,TE11模式爲主要模式。這些模式具有較低的截止頻率和較高的頻率邊界,超出此範圍的頻率會在其他模式中起作用。

波導的橫截面結構需能支持穩定靜電場存在,因此單導體空心金屬波導無法傳輸TEM模式。通常,波導專指各種形狀的空心金屬波導管和表面波波導,前者將被傳輸的電磁波完全限制在金屬管內,後者將引導的電磁波約束在波導結構的周圍。

綜上所述,波導的模式包括TE、TM和TEM模式,以及它們在不同形狀和尺寸的波導中的具體表現形式,如矩形波導中的TE10模式和圓柱波導中的TE11模式。