54、横向谐振技术：原理、应用与实现

横向谐振技术：原理、应用与实现

1. 引言

横向谐振技术（TRT）源于微波电路理论在圆柱形波导中与实际功率流垂直方向的应用。多年来，它已从一种评估某些类型波导（如脊波导）主模色散关系的技术，发展成为一种更通用、分析更精细的技术，用于评估这些波导以及其他均匀和非均匀结构的完整传播特性。近年来，其发展还包括对不连续性的建模。

TRT 通常适用于从传统波导衍生而来的结构，这些结构在横向（即与波导轴正交的方向）上存在一些不连续性。在最简单的情况下，不连续性表现为介电填充材料的突然变化（介质片加载波导）。更一般地，除了介质不均匀性外，金属障碍物和隔板也可能放置在横向坐标上。

在传统的横向谐振技术公式中，建立了一个合适的横向等效网络来计算结构的截止频率和可能的其他特性。在更精细和严格的公式中，使用一组适当选择的模式来表示结构中的电磁场，从而进行全波分析。这对应于建立一个广义的横向等效网络。通过将横向谐振概念与横向不连续性的广义矩阵表征相结合，可以实现边界值问题的严格公式化，这被称为广义横向谐振技术。

需要强调的是，横向谐振概念也常用于其他数值技术，如谱域导纳法或线法。TRT 可以应用于所有纵向不连续性都与同一横向坐标正交的结构，不限于矩形几何形状，也可应用于圆柱坐标系。然而，它不能应用于任意几何形状，对于这些情况，需要使用更具数值导向、更灵活的技术，如有限差分技术。

横向谐振方法的基本思想是，某些类型的均匀波导中的边界值问题可以更容易地用一组与通常的 TE 和 TM 模式不同的模式来表述。这种简化在介质片加载的矩形波导和圆柱坐标系中的相应问题中尤为明显。

1.1 矩形波导的横向谐振分析

为了介绍横向谐振（TR