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HFSS微波仿真实验-实验报告六合一x

肇庆学院

212通信22班

杨桐烁

20_

实验一

TT形波导的内场分析和优化设计

实验目的

1、熟悉并掌握HFSS的工作界面、操作步骤及工作流程。

2、掌握T型波导功分器的设计方法、优化设计方法和工作

原理。

实验仪器

1、装有windows系统的PC一台2、HFSS13.0或更高版

本软件3、截图软件TT形波导的内场分析

实验原理

本实验所要分析的器件是下图所示的一个带有隔片的T形波

导。其中,波导的端口1是信号输入端口,端口2和端口3是信

号输出端口。正对着端口1一侧的波导壁凹进去一块,相当于在

此处放置一个金属隔片。通过调节隔片的位置可以调节在端口1

传输到端口2,从端口1传输到端口3的信号能量大小,以及反射

回端口1的信号能量大小。

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实验步骤

1、新建工程设置：运行HFSS并新建工程、选择求解类型、

设置长度单位2、创建T形波导模型：创建长方形模型、设置波

端口源励、复制长方体、合并长方体、创建隔片3、分析求解设

置：添加求解设置、添加扫频设置、设计检查4、运行仿真分析

5、查看仿真分析计算结果内场分析结果

1、图形化显示S参数计算结果

图形化显示S参数幅度随频率变化的曲线2、查看表面电场

分布8.008.258.508.759.009.259.509.7510.00Freq

[GHz]0.130.250.380.500.630.75Y1TeeModal_YPlot

1ANSOFTCurveInfomag(S(Port1,Port1))Setup1:

Sweep1mag(S(Port1,Port2))Setup1:

Sweep1mag(S(Port1,Port3))Setup1:Sweep1

表面场分布图3、动态演示场分布图

TT形波导的优化设计

实验原理

利用参数扫描分析效用。分析在工作频率为10GHz时,T形

波导3个端口的信号能量大小随着隔片位置变量Offset的变化

关系。利用HFSS的优化设计效用,找出隔片的准确位置,使得在

10GHz工作频点,T形波导商品3的输出功率是端口2输出功率

的两倍。

实验步骤

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1、新建一个优化设计工程2、参数扫描分析设置和仿真分

析：添加参数扫描分析项、定义输出变量、运行参数扫描分析

3、优化设计：添加优化变量、添加目标函数、设置优化变量的取

值范围、运行优化分析。

实验结果

1、创建功率分配随变量Offset变化的关系图

输出变量随变量Offset变化的关系图分析：从上图所示的

图可以看出,当变量Offset值逐渐变大时,即隔片位置向端口2

移动时,端口2的输出功率逐渐减小,端口3的输出功率逐渐变

大；当隔片位置变量Offset超过0.3英寸时,端口1的反射明

显增大,端口3的输出功率开始减小。因此,在后面的优化设计中,

可以设置变量Offset优化范围的最大值为0.3英寸。同时,在

Offset=0.1英寸时,端口3的输出功率约为0.65,端口2的输

出功率略大于0.3,此处端口3的输出功率约为端口2输出功率

的两倍。因此,在优化设计时,可以设置变量Offset的优化初始

值为0.1英寸。另外,变量Offset优化范围的最小值可以取0

英寸。

优化设计结果

0.000.200.400.600.801.00Offset

[in]0.000.20__.400.600.801.00powerpowerrangewithoffset

HFSSDesign1_YPlot4CurveInfopower11Setup1:

LastAdaptiveFreq=10GHzpower21Setup1: