在
电磁学和
通信工程中,波导这个词可以指在它的端点间传递电磁波的任何线性结构。但最初和最常见的意思是指用来传输
无线电波的空心金属管。这种波导主要用作
微波频率的
传输线,在
微波炉、
雷达、
通讯卫星和微波无线电链路设备中用来将微波
发送器和
接收机与它们的
天线连接起来。
在
电磁学和
通信工程中,波导这个词可以指在它的端点间传递电磁波的任何线性结构。但最初和最常见的意思是指用来传输
无线电波的空心金属管。这种波导主要用作
微波频率的
传输线,在
微波炉、
雷达、
通讯卫星和微波无线电链路设备中用来将微波
发送器和
接收机与它们的
天线连接起来。
金属管波导中的电磁波可以想象为沿Z字形路径在波导中行进,在波导的壁之间来回反射。对于矩形波导的特殊情况,可以立足于这种观点的精确分析。在介质波导中的传播也可以同样的方式看待,波被电介质表面的
全内反射限制在电介质的内部。一些结构,如无辐射介质波导和高保线,使用金属壁和电介质表面来限制波。
1893年J.J.汤姆森第一个提出波导的概念。1894年O.J.洛奇第一个用实验证明了波导。1897年罗德·瑞利第一个完成了在空心金属圆柱形波导中传播模式的数学分析。(McLachan, 1947.)
对波导的分析需要通过求解
麦克斯韦方程组,或其推导形式,即电磁波动方程,再加上由材料及其界面性质所决定的边界条件。这组方程有多个解。每个解也叫做一个模,也就是本征方程组。因此每个模的特性由其本征值决定,而本征值与波在波导中轴传播速度有关。 波导传播的模取决于波长,偏振(极化),及波导的形状与大小。在空心金属波导中,对于矩形波导,基本模是transverse electric(横电波)TE1,0模;对于圆形波导,基本模是TE1,1。