矩形波導的模式

矩形波導是使用最廣泛的一種傳輸線。

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給定尺寸的波導可以傳播無限多頻率的電磁波，本文主要寫矩形波導的場求解問題及矩形波導的相關特性。在波導內部，認為為無源空間，所以不存在傳導電流和電荷，即J ＝ 0

一

對式2繼續取旋度，得

同理對式1取旋度，可得到兩個Helmheltz方程如下

求解的過程可總結為

 

每個Helmholtz方向是一個矢量方程，在矩形波導中可以分解為三個方向x\y\z的三個標題方程，從而得到波傳播方向z方向的標量方程

假設E_z\H_z可分離變量，分離變量法可得到

且

代入得：

方程可以分解，所以得

其中  為截止波數，

分解后的第一個方程解為

解的第一部分是入射波，第二部分是反射波。只考慮入射波得

橫向分量用縱向分量表示

整理Ex、Hy得

整理Hx、Ey得

寫成矩陣形式

二 以TE波為例

分解后的第二個方程解為 

H（x,y）可分離變量，H（x,y)=X(x)Y(y)

得

一般解為：

總的解為

矩形波導的基模是TE₁₀模

TE10模功率容量