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作业解答 约 2 分钟 第 101 / 169 页 作业解答 / 03-规则波导与矩形波导 / 03-Lec13-16 / 第三次作业(Lec13–Lec16)第 7 题:相邻两波节间距 $22.40\,\mathrm{mm}$,求 $\lambda_{\mathrm g}$

第三次作业(Lec13–Lec16)第 7 题:相邻两波节间距 $22.40\,\mathrm{mm}$,求 $\lambda_{\mathrm g}$§

对应知识点:05-波导段反射驻波与匹配

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$\lambda_\mathrm{g}$ 与 $\lambda_0$ 区别见 第2题符号与导读 的传输线/驻波约定须一致。


一、前置知识§

1. 专有名词§

  • 驻波:两列相反方向行波相干叠加,$|E|$ 或 $|U|$ 出现波腹波节零点)。
  • 波节:相邻波节间距为半个导行波长。在无耗均匀波导/传输线、行驻波情形下,沿线的相位周期$\lambda_\mathrm{g}/2$ 对应相邻波节。
  • $\lambda_\mathrm{g}$(波导波长) :$\lambda_\mathrm{g}=2\pi/\beta$。不是 $\lambda_0/2$ 为相邻波节距——常见误区是把自由空间半波长当成波导半波长。
  • $\lambda_0$:同频率在无界介质中的波长;$\lambda_\mathrm{g}$ 是导行时的等效沿线波长。

2. 核心公式§

  • 相邻两波节距离 $d_{\min} = \lambda_\mathrm{g}/2$角色:由测量反求 $\lambda_\mathrm{g}$
  • $\lambda_\mathrm{g} = 2 d_{\min}$

二、分析思路§

  1. 题给的是两相邻波节间距,不是 $\lambda_\mathrm{g}$ 本身。
  2. $\lambda_\mathrm{g} = 2 \times$(相邻波节距)。
  3. 不需求 $\beta$、$a$ 等,本题由几何测量关系得 $\lambda_\mathrm{g}$

三、标准解答§

电场(或等效电压)驻波相邻波节间距为 $\lambda_\mathrm{g}/2$。设相邻波节距 $d_{\min}=22.40\,\mathrm{mm}$,则

$$ \lambda_\mathrm{g} = 2 d_{\min} = 2 \times 22.40\,\mathrm{mm}. $$

$$ \boxed{\lambda_\mathrm{g} = 44.80\,\mathrm{mm}}. $$

图示§

波导驻波中相邻波节间距与 $\lambda_\mathrm g$ 的关系

图:$|E|$(或等效电压幅值)的相邻波节间距为 $\lambda_\mathrm g/2$,所以题给 $22.40\,\mathrm{mm}$ 要乘以 2 才是导波波长。