T型波导的内场分析和优化设计.doc

PAGE \* MERGEFORMAT 10 PAGE 1 T型波导的内场分析和优化设计 目 录 TOC \o 1-3 \h \z \u HYPERLINK \l _Toc438625276 摘 要 3 HYPERLINK \l _Toc438625277 一、前言 ..3 HYPERLINK \l _Toc438625278 二、报告正文 3 HYPERLINK \l _Toc438625279 2.1模型整体设计流程 4 HYPERLINK \l _Toc438625280 2.2求解方式的选择 4 HYPERLINK \l _Toc438625282 2.3模型的建立 PAGEREF _Toc438625282 \h 5 HYPERLINK \l _Toc438625285 2.4分析求解设置 PAGEREF _Toc438625285 \h 6 HYPERLINK \l _Toc438625286 2.4.1添加求解设置 6 HYPERLINK \l _Toc438625286 2.4.2添加扫频设置 6 HYPERLINK \l _Toc438625286 2.4.3图形化显示 6 HYPERLINK \l _Toc438625286 2.4.4表面电场分布 7 HYPERLINK \l _Toc438625286 2.4.5结果显示 8 HYPERLINK \l _Toc438625286 2.5模型优化的设计 8 HYPERLINK \l _Toc438625287 三、结论 10 HYPERLINK \l _Toc438625288 四、主要参考文献 10 摘 要 本次三级项目的主要内容是T形波导的内场分析和优化设计。主要分析了HT分支波导和双T分支波导。利用HFSS软件设计出T形波导，观察在8~10GHZ的工作频段内，波导三个端口的S参数随频率变化的关系曲线，同时观察在10GHZ时波导表面的电场分布。之后利用HFSS的参数扫描分析功能和优化设计功能，分析在10GHZ处波导三个端口随着隔片位置变量Offset变化的关系曲线；，分析找出端口3的输出功率是端口2的输出功率的2倍时隔片所在位置。 一、前言 在信息高速公路和知识经济出现的情况下，研究各种形状的电磁波导是必要的，根据波导管截面形状的不同，可以将波导分为矩形波导、圆形波导等。而在微波系统尤其是波导系统中，元件的接入必须由分支元件来实现。普通波导分支是三端口微波元件，形如字母‘T’，因此又称T形接头。而矩形截面波导的分支主要有ET分支、HT分支和匹配双T分支。本次三级项目再此基础上进行对T形波导的内场分析和优化设计，加深对T形波导认识与了解。 二、报告正文 T形波导是形如字母“T”的矩形截面金属波导的分支，可以将微波能量从主波导中分路接出的波导分支器，分为E—T形分支、H—T形分支和匹配双T。 E—T形分支 H—T形分支 E—T形分支波导延伸方向与主波导中TE10模的电场平面平行。为了使用方便，E—T分支的结构总是作成对称的，主波导的两臂长相等。主波导两臂端口为①和②，分支臂端口为③。当TE10模从端口③输入时，①和②两端口输出等幅反相波。当TE10模从①和②端口等幅同相输入时，端口③无输出，主波导内呈驻波场，引出分支的对称平面为电场的波腹位置。当TE10模从①和②端口等幅反相输入时，端口③有最大输出，对称面为电场波节位置。 H—T形分支是在主波导窄边面上的分支, 其轴线平行于主波导TE10模的磁场方向，相当于并联于主波导的分支线。信号以TE10模从端口④输入，①和②的两端口输出等幅同相波；信号以TE10模从端口①和②等幅同相输入，端口④有最大输出，主波导中呈现驻波，主波导引出分支的对称面处为电场驻波波腹；信号以TE10模从端口①和②等幅反相输入，端口④无输出，对称面处为电场驻波的波节。 2.1模型整体设计流程 利用HFSS软件设计一个带有隔片的T形波导，当隔片位于波导的正中央 时，在8～10GHz 的工作频段内，波导 3 个端口的S 参数随着频率变化的关系曲线，同时分 析查看在10GHz 时波导表面的电场分布。然后利用HFSS 的参数扫描分析功能分析在10GHz 处，波导3 个端口的S 参数随着隔片位置变量Offset 变化的关系曲线，并使用 HFSS 的优化设计功 能，求解出当端口3 的输出功率是端口2 的输出功率的两倍时隔片所在的位置。 2.2求解方式的选择 本次项目主要利用HFSS软件中Optimetrics 模块的参数扫描和优