采用电磁仿真软件HFSS数值仿真同轴连接器及其电磁场性能

课程设计报告

设计题目：采用电磁仿真软件HFSS数值仿真同轴

连接器及其电磁场性能分析学院：电子工程学院

专业：电子信息工程

班级： 0212XX

学号： 0212XXXX

姓名： XXX

电子邮件：

日期： 2016年01月

成绩：

指导教师：李 X

西 安 电 子 科 技 大 学 电 子 工 程 学 院 课 程 设 计 任 务 书 学生姓名 指导教师 职称 学生学号 0212 专业 电子信息工程 题目 采用电磁仿真软件HFSS 数值仿真同轴连接器及其电磁场性能分析 任务与要求 根据《电磁场与电磁波》和《微波技术基础》课程的理论学习，通过学习电磁仿真软件Ansys HFSS ，掌握其基本原理和使用方法，并采用HFSS 数值仿真——同轴连接器，分析其输入阻抗特性、网络参数特性、同轴线内部场分布和电流分布等传输线参数，以巩固所学习的电磁场传输问题。 要求： （1）学习Ansys HFSS 全波电磁仿真软件； （2）掌握HFSS 的使用方法，并能准确地进行数值仿真计算； （3）全波仿真同轴连接器，给出全波仿真同轴连接器的网络散射参数随频率的变化特性，同轴连接器中的电磁场分布图以及各端口的场特性。 开始日期 2016年 01月 06 日 完成日期 2016年 01月20 日 课程设计所在单位 电子工程学院 本表格由电子工程学院网络信息中心 编辑录入 https://www.360docs.net/doc/d519082014.html,.

…

…

…

……

…

…

…

…

…

装

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

订

…

…

…

…

……

…

…

…

…

…

…

线

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

采用HFSS数值仿真同轴连接器及其电磁场性能分析

XXX

（西安电子科技大学电子工程学院，陕西西安 710071）

摘要：本文首先简要介绍了同轴线及同轴连接器的概念，并利用HFSS电磁仿真软件对同轴弯头连接器进行了仿真，给出了同轴连接器的网络散射参数随频率的变化特性，同轴连接器中的电磁场分布图以及各端口的电磁场特性。通过HFSS仿真软件将抽象的电磁场概念具体化，有助于对微波课程的进一步理解。

关键词：同轴连接器；HFSS软件；网络散射参数；电磁场分布

一、同轴连接器的基本理论

1.1同轴线的基本概念

同轴线(coaxial line)是由同轴的内、外导体构成的双导体传输线，也称同轴波导，广泛应用于宽频带馈线、宽带元件的设计。同轴线以TEM模为主要工作方式，但当同轴线的横向尺寸与工作波长可比拟时，同轴线中将出现TE和TM 模，即同轴线的高次模。

同轴线中TEM波的场结构如图1所示，其中实线表示电场，虚线表示磁场，传输方向上没有电场、磁场分量。

图1 同轴线中TEM波的场结构图

同轴线的尺寸选择原则为：保证在工作频段内只传输TEM波；使同轴线功率容量最大；损耗尽可能小。功率容量最大时，若填充的是空气介质，特性阻抗为30Ω；损耗最小时，对应特性阻抗为76.7Ω.传输功率容量最大和衰减最小不能同时满足，为了两者兼顾一般采取折衷尺寸，则对应同轴线的特性阻抗为50Ω。

同轴线主要分为硬同轴线与软同轴线，硬同轴线内外导体之间的介质为空气，内导体用高频介质垫圈等支撑；软同轴线又称为同轴电缆，电缆的内外导体之间填充高频介质，内导体由单根或多根导体组成，外导体由铜线编织而成，外层再包一层软塑料等介质。