在微波技术的发展历史上，有那么一位举足轻重的人物——詹姆斯·克拉克·麦克斯韦

（James Clerk Maxwell，1831〜1879），他是英国物理学家、数学家，经典电动力学的创始 人，统计物理学的奠基人之一[2]。如果说牛顿把天上和地上的运动规律统一起来，是实现物 理学的第一次大综合，那么麦克斯韦把电和光统一起来，就是继牛顿之后的 “物理学第二次 大统一”，就连爱因斯坦在他的百年诞辰的纪念会上，也评价其建树“是牛顿以来，物理学 最深刻和最富有成果的工作”。 

1862 年，麦克斯韦提出位移电流的概念，并提出“光与电磁现象有联系”这一想法，1865 年，麦克斯韦发表论文中第一次使用了“电磁场”（electro-magnetic）一词，并提出了电磁 场方程组（麦克斯韦方程组），还推演出了波动方程，论证了光是电磁波的一种。1885 年， 赫兹从事电磁波方面的研究，证实了麦克斯韦理论的正确性。麦克斯韦方程组是经典电磁学 的基础，在这些基础理论以后，现代电力科技和电子科技得到飞速的发展。1888 年到 1889 年，赫兹发表了文章提到他产生并且辐射出去的波长集中分布在米波和分米波段，另外，他 还曾把二米长的锌版弯成抛物面的形状，把振子放在焦线上，以此证明了电磁波的直线进行 性质和可聚焦性质，所以，赫兹发明了抛物反射面天线。 

19 世纪末，物理学家们就已经开始解决未来微波的传输工具问题，J。J。Thomson 在其著 作中还提出了圆波导，更加给出了有限电壁波导的初步理论，1910 年，D。Hondros 和 P。Debye 给出用介质圆波导的原理，并且 H。Zahn 和 Schriever 对此发表了有关实验。1936 年，美国 贝尔研究所的 G。C。Southworth 宣布了波导传输实验的成功，1938 年，美国 IRE 举行了关于 波导的学术报告会，表演了四种重要的模式，同时，又举行了喇叭天线（又开口逐步扩大而 成）的报告和演示会，自此以后，微波成为一个热门话题。同年，美籍华人朱兰成在杂志上 发表了题为“圆形中空金属管子里的电磁波”的文章，是关于椭圆波导的第一篇论文。第二 次世界大战期间，对能够进行探测定位的高分辨率雷达的迫切需要，大大促进了微波技术的 发展。第二次世界大战后，微波技术进一步发展，不仅系统研究出了微波技术的传输理论， 而且向着多方面多领域的应用发展，并且一直不断地完善。在 20 世纪 70 年代初期，我国也

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开始研究和利用微波技术，首先是在连续微波磁控管的研制方面取得重大进展，特别是大功 率磁控管的研制成功，为微波技术的应用提供了先决条件[3]。 

微波在电磁波频谱中的低频端与“超短波”相连接而高频端与“远红外”毗邻[4]，对于 不同的介质具有不同的反射和透射特性，使其在雷达、射电天文和地质地矿等领域可应用于 探测，在工业中可应用于无污染加热和产品检测等，在日常生活中可应用于无油烟食物烹饪 和无线通信，以及在医学领域可应用于病理诊断和微波理疗等。 

1。2 波导的简介

总的来说，任何可以将电磁波从一端导至另一端的结构都能被称为波导。在这种定义下， 平行传输线、同轴电缆、微带线、共面槽线、不同截面的空心金属管以及电介质板或电介质 柱都可以称作波导。因为自由空间也能进行波的传输，所以，从一定意义上来说，自由空间 也可以被看作是波导。在微波工程中，波导这个概念不仅指空心的金属管，也可以是部分填 充的金属管，这些金属管的截面可以是矩形，圆形，也可以是椭圆形，这类波导将传输的电 磁波完全限制在金属管内：另外还有一种表面波导，将引导的电磁波约束在波导结构的周围， 这两类波导分别称为封闭波导和表面波波导。