硬波导，也称为金属波导，因为它是由铜及铜合金材料而制成，其形状可以制成矩形、扁矩形、方形和圆形等，矩形、扁矩形、方形波导可统称为直边波导。对于直边波导，因它们之间的边长（宽边为a，窄边为b）关系相关，通常，当a = b时就为方形波导；当a = 2b时就为矩形波导；当a > 2b时就为扁矩形波导了。硬波导既可以作为传输微波射频信号的传输线，也可用来制作不同光能的波导元件或组件。
我们知道，对于无线通信的馈线系统，在射频频率较低时，通常是采用同轴电缆来传输射频信号的。但对于微波频段，随着射频频率的提高，同轴电缆的趋肤效应越来越显著，导致其电缆电阻增大，其传输衰耗也大增，此时，拔除同轴电缆的内导体，既可减少导体损耗，又可减少其介质损耗，于是就出现了空心的金属波导，成为了单导体的传输线。然而此时波导只可以传输色散的TE（横电波）模和TM（横磁波）模；而同轴电缆可以传输无色散的TEM（横电磁波）模，同时也可传输色散的TE模和TM模，当然，TEM应是同轴电缆馈线的主模。这是同轴电缆馈线和波导馈线在电磁波传输的明显不同。
我国国家标准GB/T 8894《铜及铜合金波导管》对金属波导管的技术要求等内容做出了相应的规定。下述重点对该标准相关技术要求的内容做一简要介绍，若要详细了解其全部具体内容的可查阅下附件。
附件：GB/T 8894-2014《铜及铜合金波导管》
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一、波导的分类
1、波导的牌号、状态和规格
根据GB/T 8894标准，铜及铜合金波导管的牌号、代号、供应状态和规格可具体详见下表1-1。对于材料，特别是金属材料，为了统一区分、识别和检索等，我国对于金属材料给以了牌号、代号的统一命名，牌号与金属材料的化学成分相关，代号与金属材料的分类及编组相关。对于铜及铜合金材料的牌号与代号的命名应符合我国国家标准GB/T 5231《加工铜及铜合金和化学成分》的规定，其是等同采用的美国标准。供应状态通常是指金属材料供应时的加工状态。
表 1-1：铜及铜合金波导管的牌号、代号、供应状态和规格
在铜及铜合金波导管的规格中，对于直边波导给出了四种形状，即a ≈ b的方形波导；a ≈ 2b的矩形波导；a ≈ 4b的中等扁矩形波导；a ≈ 8b的扁矩形波导。注意，这里的规格尺寸是指其内孔的尺寸。
2、波导的型号
在GB/T 8894标准中并未直接给出铜及铜合金波导管的型号命名方法，但在标准中直接使用了方形波导（代号为Q）、矩形波导（代号为R）、中等扁矩形波导（代号为M）、扁矩形波导（代号为F）和圆形波导（代号为C）各自相应的型号。然而：
对于铜及铜合金波导管的型号命名方法，在我国通信行业标准YD/T 638.10《无线、微波及卫星通信设备型号命名方法》中，除了前缀专业代号W外，其波导的主称代号为B；矩形波导的主称代号为BJ；圆波导的主称代号为BY；椭圆波导的主称代号为BT，在主称代号后缀两位数字的序号。
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在我国电子行业标准SJ 1632《波导元件型号命名方法》中，型号的第一部分直接将：矩形波导代号命名为B；圆波导代号命名为Y；椭圆波导代号命名为U。型号的第二部分是波导工作频段的中心频率值（不同位数的数字，单位为百兆赫）。型号的第三部分是波导的序号（三位数字）。
二、波导的外形尺寸及允许误差
1、波导的形状尺寸要求
在GB/T 8894标准中分别对方形波导、矩形波导、中等扁矩形波导、扁矩形波导和圆形波导的形状尺寸及允许误差做出了规定，包括波导截面的内孔相关尺寸、外缘相关尺寸和壁厚尺寸等。具体尺寸值要求详见该标准的原文，即本文的附件。
2、波导的其它尺寸要求
在GB/T 8894标准中还对波导的其它外形尺寸及其允许误差给出了要求。包括：波导的长度、圆度、直度、扭拧度、矩形度、偏心度、切斜度等。这是因为这些外形尺寸对波导电磁波信号的传输影响也至关重要。
三、金属波导的其它技术要求
在GB/T 8894标准中规定的波导管的技术要求除上述外，还包括波导的氧含量金相检验、残余应力处理要求和波导的表面质量要求等。
四、金属波导的相关说明
1、波导形状的选择
根据相关资料，对于直边波导，工作在TE10模（主模）时，其截面尺寸（宽边a，窄边b）的选择，主要依据下表4-1的因素要求来考虑。事实上，在选择直边波导截面尺寸时，总是在保证整个频带内单模工作的基础上尽量兼顾其它要求。当b = a / 2的波导是保证频带宽度下达到通过最大功率的一种选择，称此波导为标准波导，即上述的矩形波导。在工作频率范围不是很宽但通过功率较大的情况下，为了提高最大通过功率。有时也选择b > a / 2的波导，称此波导为“宽波导”，即上述的中等矩形波导。在小功率情况下，为了减少体积和重量或为了满足器件结构上的特殊要求，有时也选择b < a / 2的波导，称此波导为“扁波导”。
表 4-1：直边波导的选择因素
另外，在微波通信中，传输大功率微波信号时主要选用矩形波导作为传输线；圆波导具有传输损耗小和双极化的特征，可作为双极化天线的馈线。
2、波导的截止波长等特性参数
由于硬波导只可以传输TE（横电波）模和TM（横磁波）模，因此，直边波导和圆波导有相同的基本特性参数，但参数值是不同的。其特性参数种类有：截止波长、波导波长、相速和群速、波阻抗和等效阻抗、功率容量等。截止波长是波导的一个重要特性参数，下图4-2-1和图4-2-2分别给出了矩形波导和圆形波导各种模式的截止波长分布图，下表4-2是圆形波导各模式的截止波长值。图中可知，矩形波导的最大截止波长是TE10（H10）模；圆波导的最大截止波长是TE11（H11）模。
图 4-2-1：矩形波导各种波形模式的截止波长分布图
图 4-2-1：圆形波导各种波形模式的截止波长分布图
表 4-2：圆形波导各种波形模式的截止波长值
3、关于波导的E-H简并现象
由上矩形波导和圆形波导各种模式截止波长的分布，可以发现各自存在有TEmn（Hmn）模和TMmn（Emn）模的截止波长相等的现象，此时称为E-H简并现象，将发生波导内同时传输TE模和TM模。矩形波导和圆形波导各自的E-H简并现象见下表4-3所描述。
表 4-3：矩形波导和圆形波导各自的E-H简并现象
4、波导元件模数尺寸选择指南
上述介绍的各形金属波导既可以用来作为传输微波信号的传输线，也可以用来制作各种波导元件，如极化变换器、阻抗变换器、谐振腔等等。我国国家标准GB/T 11321《波导元件模数尺寸选择指南》对各种波导规格以模数尺寸原理为基础给出了标准尺寸，适用于由空心金属波导所制成的波导元件。
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