資源描述：
《微波技術(shù)與天線實(shí)驗(yàn)3利用hfss仿真分析波導(dǎo)膜片2》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、------------------------------------------------------------------------------------------------微波技術(shù)與天線實(shí)驗(yàn)3利用HFSS仿真分析波導(dǎo)膜片2HFSS仿真分析波導(dǎo)膜片1.實(shí)驗(yàn)原理矩形波導(dǎo)的結(jié)構(gòu)（如圖1），尺寸a×b,a>b，在矩形波導(dǎo)內(nèi)傳播的電磁波可分為TE模和TM模。圖1矩形波導(dǎo)1）TE模，Ez?0。Hz?HmncosEx?m?xn?y??zcoseabj??n?m?xn?y??zHcossinem
2、n2kcbabj??m?m?xn?y??zHsincosemn2kcaabm?xn?y??zHmnsincoseaabEy??Hx??m?kc2Hy??n?kc2bHmncosm?xn?y??zsineab其中，kcHmn是與激勵(lì)源有關(guān)的待定常數(shù)。2）TM模由EZ的邊界條件同樣可得無(wú)窮多個(gè)TM模。注意：對(duì)于TMmn和TEmnHZ=0，模，m,n不能同時(shí)為零，否則全部的場(chǎng)分量為零。TMmn和TEmn模具有相同的截止波數(shù)計(jì)算公式，即kc（TMmn）=kc（TEmn）所以，它們的截止波長(zhǎng)?c和截止頻率fc的計(jì)算
3、公式也是一樣的，即——————————————————————————————————————------------------------------------------------------------------------------------------------2?c（TMmn）=?c（TEmn）=2?m??n???????a??b?2fc（TMmn）=fc（TEmn）對(duì)于給定的工作頻率或波長(zhǎng)，只有滿足傳播條件（f>fc或?<?c）的模式才能在波導(dǎo)中傳播。由公式可以看出
4、矩形波導(dǎo)的fc，?c不僅與波導(dǎo)的尺寸a,b有關(guān)，還和模指數(shù)m,n有關(guān)。當(dāng)a,b一定時(shí)，隨著f的改變，矩形波導(dǎo)可以多模傳播，也可以單模傳播，甚至也可以處于截止?fàn)顟B(tài)。以a=23mm，b=10mm的空心矩形波導(dǎo)為例，由截止頻率的計(jì)算公式fc?12??mn()2?()2，可以計(jì)算fcTE10?6.52GHz，fcTE20?13.04GHz，abfcTE01?15GHz，所以波導(dǎo)單模工作的頻率范圍為6.562-13.123GHz。波導(dǎo)容性膜片的仿真分析矩形波導(dǎo)中的金屬膜片分為兩類，一類為容性膜片（如圖9（a）），這
5、種結(jié)構(gòu)的膜片能儲(chǔ)存凈電磁能，具有電容的性質(zhì),其等效電路（如圖9（b））。一類為感性膜片（如圖10（a）），其等效電路（10（b））。容性膜片是設(shè)置在矩形波導(dǎo)寬壁上的金屬薄片；感性膜片是設(shè)置在矩形波導(dǎo)窄壁上的金屬薄片。Y=jBY0Y0圖9（a）容性膜片圖9（b）等效電路Y=jB圖10（a）感性膜片圖10（b）等效電路——————————————————————————————————————-----------------------------------------------------------
6、-------------------------------------對(duì)稱結(jié)構(gòu)的容性膜片的歸一化電納近似計(jì)算公式為?B4b?b'?ln(csc)Y0?g2b式中，Y0為矩形波導(dǎo)的導(dǎo)納；a、b為矩形波導(dǎo)橫截面尺寸；a'、b'為膜片間距。對(duì)稱結(jié)構(gòu)的感性膜片的歸一化電納近似計(jì)算公式為??gB?a'??cot2()Y0a2aS參數(shù)為??y?2?y?S???2???2?y2?2?y???y?2?y??其中y?j是膜片的歸一化導(dǎo)納。2．實(shí)驗(yàn)步驟HFSS仿真分析矩形波導(dǎo)HFSS軟件分
7、析單模傳播模式的具體步驟如下：建立新的工程1）設(shè)置求解類型在菜單中點(diǎn)擊HFSS>SolutionType，在彈出的SolutionType窗口中選擇DrivenModal,點(diǎn)擊OK2）設(shè)置模型單位在菜單欄中點(diǎn)擊Modeler>Units,設(shè)置模型單位，選擇mm3）畫波導(dǎo)（1）在菜單欄中點(diǎn)擊Draw>box（2）在右下角的坐標(biāo)欄中輸入長(zhǎng)方體的起始點(diǎn)位置坐標(biāo)X=0，Y=0,Z=0（3）輸入長(zhǎng)方體X,Y,Z三個(gè)方向尺寸，dX:23，dY:10，dZ:50————————————————————
8、——————————————————------------------------------------------------------------------------------------------------（4）在屬性窗口中選擇Attribute標(biāo)簽，該長(zhǎng)方體的名字修改為waveguide4）設(shè)置邊界條件（1）選擇波導(dǎo)的四個(gè)縱向面。通過(guò)Edit>select>faces,將鼠標(biāo)設(shè)置為選擇面的狀
