什么是高次模

大家好，我是新手，我知道有许多基础知识要学。谁能浅显解释一下“高次模”的概念。谢谢！

 

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比如矩形波导内壁不光滑，突刺就会激励起高次模，高次模的频率更高

 

高次模就是模式比较高的电磁波
比如波导中的TMmn,TEmn，m、n比较大的模式

 

电磁波在波导中传输的时候，需要满足边界条件，它的解一般都是贝塞尔函数，贝塞尔函数的零点就是特征值，每一个零点的值就代表一个可以传输的模式，由于贝塞尔函数有无穷多个零点，因此，在波导中有无穷多个模式可以存在，因此，第一个零点也就对应最低的模式了，称为基模，那么高次模就是相对于基模来说的，也就是说，高次模对应着贝塞尔函数的其他的零点，由于贝塞尔函数的零点值是逐渐增加的，因此后面的模式都称为高次模式。不知道你理解了没有！如果还没理解就把贝塞尔函数好好看下吧！

 

解释高次模。先从物理过程入手。只要电磁波满足边界条件，就可以传播。
对于不同的波导结构，通过分离变量法和电轴法可以求出各个可能性的波动方程的EX,EY,EZ,HX,HY,HZ。
对于平板波导，这个解是一族正弦函数,即EX=asin(k×pi×y/d)
对于矩形波导，是正弦函数和余弦函数的乘积EX=acos(m*pi*y/a)*sin(n*pi*x/b)
对于圆波导是贝塞尔函数。
其中的k，m，n都是模式数。
对于平板波导传播系数β＝（k^2-(k*pi/d)^2）^0.5
对于矩形波导传播系数β＝（k^2-(m*pi/a)^2-(n*pi/b)^2）^0.5
如果β是实数，表示在这个波导中可以传播。
如果β是虚数，表示出现了凋零波。
在k，m，n比较大的时候，成为高次模，是一个相对的概念，不是相对主模，而是截至模式，如果你的是TE(2,2)就截至了TE（1，1）就是高次模，如果截至模式是te（5，5），te（1，1）未必被成为高次模。
高次模的激励可以是金属壁的突变，这个解释可以通过谐振腔来解释。也可以用补偿的方式。
谐振的理论有兴趣了你看看书。
补偿的理论
原本在这里是满足边界条件的，但是现在有一个金属的突起。边界条件可以写为原始的＋突起。
主模的波函数对于原始的边界条件。
而高次模的波函数用于补偿突起引入的边界条件。
补偿的方式便于理解，但是证明很复杂，要证明主模的波函数和高次模的波函数在突起出是独立不相容的，但是不是在所有的条件下都成立。

 

很简单的问题，学过波动的应该都知道。当面解释最好。

 

谢谢各位老大的解释，虽然没能全部理解，但是我已经知道学习的方向了。

 

理论不如大家……我只能说我学到了……

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