HFSS 05_微带波导转换例子.ppt

4-* 微带波导转换 电子科技大学 贾宝富 设计目标 W波段微带波导转换 工作频率：73.8-112GHz 端口反射： ≤-30dB 插入损耗： ≤1ddB W波段波导 波导型号：WR-10 a×b=2.54mm×1.27mm 中心频率1/4波导波长 微带介质基片 微带基板：Rogers RT/duroid 5880 Εr=2.2；tanδ=0.0009 H=0.127mm; t=0.018mm 综合50欧姆线宽 某同学建立的仿真模型 模型中材料设置 模型中端口设置 端口1 波端口 1个模式 端口2 波端口 1个模式 模型中边界设置 空气盒上盖设为辐射边界。 模型中波导开孔 1.5mm 0.4mm 模型中存在的问题 未利用对称性； 计算时间与网格数量N的平方成正比。利用对称性可以使网格的数量减少一半。 介质基板使用有耗材料； 使用有耗材料，场量的矩阵元素为复数。使用理想材料场量的矩阵元素为实数。 端口2有多个模式可以传播； 有高次模式可以传播，端口未设置（端口2模式数为1）。致使高次模在端口全反射。 微带厚度不为零； 波导开孔过大（致命错误）。 波导开孔一定要保证在整个工作频率范围内波导开孔中除微带工作模式-准TEM模之外，所有的高次模式都不能传播。并且，这些高次模在波导开孔中要有足够的衰减（大于20dB）。 波导开孔宽度与高次模单位长度衰减 计算端口1高次模的衰减/mm（a1是开口宽度,f=112GHz）。 单位长度衰减约为15dB 波导与高次模的耦合 a1是开口宽度，f=112Ghz，L0=2mm。保证波导中的能量绝大多数耦合到微带中。 每毫米耦合小于-20dB 频率高端插损随开口宽度变化 波导开口的原则 当波导开口的横向尺寸变小以后，波导中边壁横向尺寸的突变会带来额外的反射。因此，横向开口的尺寸也不是越小越好。选择的原则是不能传播高次模，并对高次模有足够衰减的前提下越大越好。 横向尺寸突变 优化用仿真模型 微带用理想导体(PEC)； 介质基片用无耗介质( Εr=2.2；tanδ=0); 空气介质用真空(Vacuum). 优化模型边界设置 优化模型边界设置 端口1 波端口 1个模式 端口2 波端口 1个模式 选择优化变量 L1 S1 W1 S2 W1 设置优化目标/选择优化器 优化结果 优化变量 习题 请你设计一个Ku波段的微带波导转换电路，波导规格R140，尺寸axb=15.7988x7.8994mm。微带使用Fr4材料，0.508mm厚。要求覆盖整个波导工作频率范围 11.9-18GHz。 谢谢！！ * 4-* *