HFSS 微带波导转换例子
W频段波导—微带的对脊鳍线过渡仿真设计
W频段波导—微带的对脊鳍线过渡仿真设计作者：金少华来源：《新生代·上半月》2018年第08期【摘要】：应用HFSS设计了一款W频（75.87-87.5）GHZ的对脊鳍线微带波导过渡结构，仿真结果表明，在W 频段（75.87-87.5）GHZ内，该过渡结构插损小于0.6dB，回波损耗在20dB以下，达到项目需要。
【关键词】：W波段波导微带过渡对脊鳍线1引言在毫米波接收系统中，各芯片间采用微带线连接.而毫米波测试系统用波导接口，需要低成本、低损耗的宽频带波导到微带过渡.常用过渡结构：阶梯脊波导过渡、对脊鳍线过渡、耦合探针过渡等.对脊鳍线过渡，因其可以采用印制版技术制作在价廉的软基片上，已成为一种普遍运用的过渡结构.本文通过软件HFSS设计并仿真了一个W波段的微带到波导鳍线过渡以满足工程项目的需要。
2 对脊鳍线过渡的仿真2.1 对脊鳍线过渡的设计经典的过渡结构（如图1所示）.在这个由波导到微带的过渡结构中，两个对脊鳍线制作在基片正反两面，逐漸渐变成微带线.并且构成了一圆弧形谐振区，谐振区内的金属块是用来抑制谐振的。
在图1中，1区是渐变的对脊鳍线部分，它将波导内的TE10模转变成微带线传输的的准TEM模式（见图2），同时将波导的高阻抗转变成低阻抗。
2、3 区将对脊鳍线过渡到标准微带线.这一部分一般的处理方法是用半圆弧来过渡到微带线，这样圆心固定，经过微调可得到较好的结构。
过渡中的对脊鳍线渐变设计常采用沿渐变方向的平滑阻抗变换曲线，其中，余弦平方渐变形式加工简单，成本较低，应用广泛。
因此我采用余弦平方渐变曲线（ 1）设计对脊鳍线过渡结构式中：是鳍线宽度；是波导窄边尺寸；50Ω 微带线宽；是距离起点的长度；鳍线过渡的长度。
由经验可知，过渡结构长度越长，反射越小，但是工程需要整个过渡结构尽可能短，方便使用，因此需要选择一个合理的长度，一般取1.5按照上述设计思路，我完成W波段（75.87-87.5）GHZ的过渡设计，介质基片采用RT-duroid 5880 材料（相对介电常数εr= 2 . 2），基片厚度为h = 0 .127mm ，金属条带厚度t=0.017 mm，标准矩形波导，宽a = 1.5494mm，高b =3.0988mm，50Ω微带线金属条带的宽度W = 0.358mm。
一种Ka频段波导微带鳍线转换结构
空间电子技术98 S PAC E ELEC TRON IC TECHNOLO GY2009年第3期一种Ka频段波导微带鳍线转换结构王小伟李家胤周翼鸿(电子科技大学强辐射重点实验室,成都610054)摘要为使波导微带转换的尺寸和性能更优,采用HFSS高频仿真软件里的样条曲线做波导微带转换的鳍线渐变曲线,使波导微带转换的过渡长度与采用其他渐变曲线在相同指标情况下相比更短一些。
转换模型中的介质基片向标准矩形波导宽边两侧延伸四分之一波长并在其上各打一行孔径和间距合适的金属填充通孔,这样既便于固定基片,又能提高鳍线电路的隔离度。
使用HFSS软件对该模型进行仿真优化分析后的结果为:在28. 5～39GHz频带内得到大于25dB 的回波损耗和小于0. 1dB 的插入损耗,基本达到预期目的。
关键词波导微带转换样条曲线鳍线通孔0 引言随着毫米波技术的不断发展, 毫米波混合集成电路以及单片集成电路越来越多地在无线通信和雷达系统中得到广泛应用。
而现有的毫米波测试系统采用的大多是矩形波导接口,这就要求在使用毫米波单片集成电路的系统中寻找一种低成本、低损耗、易制造的宽带矩形波导到微带的过渡。
对于毫米波电路而言,鳍线就是这样一种能用于波导微带过渡的理想短距离传输线。
它具有色散小、单模带宽宽、插损低(高于波导,低于微带) ,准平面电路结构(可以采用与微波集成电路相类似的印刷技术,生产经济性好) ,与半导体和波导器件的兼容性好,对加工尺寸公差的要求不像波导那样严格等优点,现已在毫米波电路中获得了实际应用[ 1 ] 。
目前常用的过渡结构有: 阶梯脊波导过渡[ 2 ] 、对极鳍线过渡[ 3 ] 、耦合探针过渡[ 4, 5 ] 等。
这些过渡结构带宽较宽,插入损耗小。
其中阶梯脊波导过渡加工复杂;耦合探针过渡因波导出口方向与电路平行,使其不满足很多系统结构的要求;而对极鳍线过收稿日期: 2008 - 04 - 29; 修回日期: 2008 - 06 - 30 渡,因其可以采用微波印制版技术制作在价廉的基片上,现在已成为一种普遍运用的过渡结构。
HFSS3微带滤波器教程
HFSS3微带滤波器教程
HFSS是一种强大的电磁仿真软件，用于设计和分析微波和射频电路。
本文将介绍如何使用HFSS设计和优化微带滤波器。
微带滤波器是一种常
见的射频和微波电路，用于选择性地传输或阻塞特定频率的信号。
下面是
设计微带滤波器的详细步骤。
第一步是确定所需的滤波器规格。
这包括中心频率、带宽、滤波器类
型和阻带衰减等参数。
根据这些参数，我们可以选择适当的滤波器结构。
第二步是建立HFSS模型。
首先，我们需要绘制滤波器的布局，包括
微带线、电容器和电感器等元件。
然后，根据需要调整元件的物理尺寸和
位置。
在HFSS中，我们可以使用其建模工具来完成这些任务。
第三步是设置HFSS模拟器。
我们需要选择仿真的频率范围和分辨率，并设置适当的激励条件。
通常，我们会使用端口激励来激励滤波器的输入端，并设置合适的端口阻抗。
第四步是运行仿真。
一旦设置好模拟器，我们可以运行仿真以计算滤
波器的S参数和其他性能指标。
在HFSS中，我们可以使用不同的分析工
具和图表来查看结果，例如频率响应图和阻带衰减图。
第五步是优化滤波器性能。
如果滤波器的性能不满足需求，我们可以
尝试不同的设计参数或结构，然后重新运行仿真来评估其性能。
通过多次
迭代优化，我们可以得到满足要求的滤波器设计。
最后，我们还可以进行进一步的分析，例如模拟温度效应、探索器件
的灵敏度和稳定性等。
这些分析可以帮助我们更好地理解滤波器的性能和
行为。
利用ADS和HFSS仿真微带天线案例
利用ADS和HFSS仿真微带天线案例01矩形微带天线设计原理在工程上，微带天线采用传输模法设计，在PCB板上实现，如图1(a)所示：L是微带天线长边，电场正弦变化；W是其宽边，天线的辐射槽便是宽边的边沿；ΔL是由边沿电容引起的边沿延伸。
图1(b)给出其等效电路图，可看成源阻抗通过长为L+2ΔL的传输线与负载阻抗ZL 相连，其中ZS=ZL是辐射槽的阻抗；Zin是从输入端口位置的辐射槽向里看的输入阻抗，即不包含第一个辐射槽阻抗在内的输入阻抗。
由具有任意负载阻抗的一段传输线的输入阻抗公式可得（微波工程51页）：其中，Z0为宽度W的微带线的特性阻抗，β为传播常数。
谐振时，把(2)带入(1)式得到：Zs=Zin=ZL。
这也表明半波长线不改变负载阻抗。
ΔL、εe由以下两个式子确定。
其中，W为微带天线的宽边；h为介质板的厚度；εr为相对介电常数。
W值不是很关键，通常按照下面的式子确定：02矩形微带天线ADS仿真设计。
要求：PCB基片εr=3.5，厚度h=1mm，导体厚度T=0.035mm，工作频率3GHz，输入阻抗50Ω。
2.1 几何参数计算根据式（2）-（5）计算天线几何参数。
2.2 馈线设计、ADS LineCalc工具使用（1）启动LineCalc,如图2所示。
（2）Substrate Parameters 栏中，设置PCB参数；Component Parameters 栏中，设置频率；Electrical 栏中设置阻抗和电长度。
具体设置如下：相对介电常数Er: 3.5介质厚度H: 1mm导体厚度T：0.035mm工作频率Freq:3GHz特征阻抗Z0=50Ω电长度E_Eff:180°其他为默认值。
（3）设置完成后，将Physical 栏中W和L的单位改成mm，然后点击Synthesize 栏下的“向上箭头”按钮，在Physical 栏中得到馈线的宽度为2.219360mm，长度为30.162200mm。
hfss圆波导激励的设置
hfss圆波导激励的设置概述HFSS（High-Frequency Structure Simulator）是一款用于电磁场仿真的软件工具，广泛应用于无线通信、微波器件设计等领域。
本文将介绍如何在HFSS中设置圆波导的激励。
圆波导简介圆波导是一种常用的传输线结构，具有较好的抗干扰能力和较小的传输损耗。
它由一个中心导体和一个外部导体组成，中心导体是一个圆柱形的金属杆，外部导体是一个圆筒形的金属壳。
圆波导激励的设置步骤在HFSS中进行圆波导激励的设置，需要按照以下步骤进行：步骤一：创建新工程在HFSS中，点击“File”菜单，选择“New”>“Project”创建一个新的工程，并设置工程名称和保存路径。
步骤二：创建新设计在HFSS的主界面中，点击“Insert”菜单，选择“Design”>“New Design”创建一个新的设计，并设置设计名称。
步骤三：创建圆波导模型在HFSS的设计界面中，点击“Modeler”菜单，选择“Create”>“Primitive”>“Cylinder”创建一个圆柱体，作为圆波导的中心导体。
步骤四：设置圆波导尺寸选中圆波导模型，在属性窗口中设置圆波导的半径和高度等尺寸参数，根据实际需求进行调整。
步骤五：创建外部导体在HFSS的设计界面中，点击“Modeler”菜单，选择“Create”>“Primitive”>“Cylinder”创建一个圆筒体，作为圆波导的外部导体。
步骤六：设置外部导体尺寸选中外部导体模型，在属性窗口中设置外部导体的内半径和外半径等尺寸参数，确保外部导体完全包围住圆波导。
步骤七：创建电磁场激励在HFSS的设计界面中，点击“Modeler”菜单，选择“Create”>“Excitation”>“Wave Port”创建一个电磁场激励。
步骤八：设置激励端口属性选中电磁场激励模型，在属性窗口中设置激励端口的位置、方向和大小等属性参数，确保激励端口正确地连接到圆波导的一端。
射频与微波工程实践入门第1章用hfss仿真微波传输线和元件
第一章用HFSS仿真微波传输线和元件 01.1 Ansoft HFSS概述 01.1.1 HFSS简介 01.1.2 HFSS的应用领域 (1)1.2 HFSS软件的求解原理 (1)1.3 HFSS的基本操作介绍 (3)1.3.1 HFSS的操作界面和菜单功能介绍 (3)1.3.2 HFSS仿真分析基本步骤 (4)1.3.3 HFSS的建模操作 (5)1.4 HFSS设计实例1——矩形波导的设计 (10)1.4.1 工程设置 (10)1.4.2 建立矩形波导模型 (11)1.4.3 设置边界条件 (12)1.4.4 设置激励源wave port (14)1.4.5 设置求解频率 (15)1.4.6 计算及后处理 (15)1.4.7 添加电抗膜片 (17)1.5 HFSS设计实例2——E-T型波导的设计 (23)1.5.1 初始设置 (23)1.5.2 建立三维模型 (24)1.5.3 分析设置 (27)1.5.4 保存工程 (27)1.5.5 分析 (27)1.5.6 生成报告 (28)1.6 HFSS设计实例3——H-T型波导的设计 (31)1.6.1 创建工程 (31)1.6.2 创建模型 (32)1.6.3 仿真求解设置 (36)1.6.4 比较结果 (37)1.7 HFSS设计实例4——双T型波导的设计 (39)1.7.1 初始设置 (39)1.7.2 建立三维模型 (40)1.7.3 分析设置 (43)1.7.4 保存工程 (44)1.7.5 分析 (44)1.7.6 生成报告 (45)1.8 HFSS设计实例5——魔T型波导的设计 (47)1.8.1 建立匹配膜片与金属杆 (48)1.8.2 分析设置 (48)1.9 HFSS设计实例6——圆波导的设计 (52)1.9.1 初始设置 (52)1.9.2 建立三维模型 (53)1.9.3 分析设置 (55)1.9.4 保存工程 (56)1.9.5 分析 (56)1.9.6 生成报告 (57)1.10 HFSS设计实例7——同轴线的设计 (64)1.10.1 初始设置 (64)1.10.2 建立三维模型 (65)1.10.3 分析设置 (68)1.10.4 保存工程 (69)1.10.5 分析 (69)1.10.6 生成报告 (70)1.11 HFSS设计实例8——微带线的设计 (77)1.11.1 初始设置 (77)1.11.2 建立三维模型 (78)1.11.3 建立波导端口激励 (79)1.11.4 分析设置 (80)1.11.5 保存工程 (80)1.11.6 分析 (81)1.11.7 生成报告 (82)1.11.8 产生场覆盖图 (82)1.12 HFSS设计实例9——单极子天线的设计 (85)1.12.1 创建工程 (85)1.12.2 创建模型 (85)1.12.3 设置变量 (89)1.12.4 设置模型材料和边界参数 (90)1.12.5 设置求解频率和扫描范围 (93)1.12.6 设置辐射场 (93)1.12.7 确认设置并分析 (93)1.12.8 显示结果 (94)1.13 HFSS设计实例10——方形切角圆极化贴片天线的设计 (98)1.13.1 设计原理及基本公式 (99)1.13.2 创建工程和运行环境设定 (99)1.13.3 创建模型 (99)1.13.4 求解设置 (100)1.13.5 有效性验证和仿真 (100)1.13.6 输出结果 (100)1.13.7 设置变量与参数建模 (102)1.13.8 创建参数分析并求解 (102)1.13.9 优化求解 (104)1.13.10 输出优化后的结果 (105)1.14 参考文献 (108)资料收集于网络如有侵权请联系网站删除谢谢第一章用HFSS仿真微波传输线和元件1.1 Ansoft HFSS概述1.1.1 HFSS简介Ansoft HFSS （全称High Frequency Structure Simulator, 高频结构仿真器）是Ansoft公司推出的基于电磁场有限元方法（FEM）的分析微波工程问题的三维电磁仿真软件，可以对任意的三维模型进行全波分析求解，先进的材料类型，边界条件及求解技术，使其以无以伦比的仿真精度和可靠性，快捷的仿真速度，方便易用的操作界面，稳定成熟的自适应网格剖分技术使其成为高频结构设计的首选工具和行业标准，已经广泛地应用于航空、航天、电子、半导体、计算机、通信等多个领域，帮助工程师们高效地设计各种高频结构，包括：射频和微波部件、天线和天线阵及天线罩，高速互连结构、电真空器件，研究目标特性和系统/部件的电磁兼容/电磁干扰特性，从而降低设计成本，减少设计周期，增强竞争力。
hfss圆波导激励的设置
hfss圆波导激励的设置摘要：1.HFSS圆波导简介2.激励设置的重要性3.HFSS圆波导激励设置方法4.激励设置对仿真结果的影响5.总结与建议正文：HFSS（高频电磁仿真器）是一款广泛应用于电磁场仿真分析的软件。
在HFSS中，圆波导是一种常见的传输线结构，被广泛应用于无线通信、射频电路等领域。
对其进行激励设置，可以模拟实际应用场景，分析波导的传输特性。
【1.HFSS圆波导简介】HFSS圆波导是一种理想的模型，用于研究电磁波在圆形管道内的传输。
它可以分为内导体、外套层和空气填充层。
在HFSS中，可以通过建立三维模型，设置相应的参数，如直径、壁厚、填充介质等，来实现圆波导的建模。
【2.激励设置的重要性】在进行HFSS圆波导仿真分析时，激励设置是至关重要的。
正确的激励设置可以模拟实际应用场景，揭示波导的传输特性；而错误的激励设置可能导致无法反映实际情况的仿真结果。
因此，了解和掌握激励设置方法对于实现准确的仿真分析至关重要。
【3.HFSS圆波导激励设置方法】在HFSS中，激励设置主要分为以下几个步骤：1）创建模型：根据实际需求，建立三维模型，设置圆波导的直径、壁厚、填充介质等参数。
2）设置边界条件：根据问题分析需求，为模型设置相应的边界条件，如开放边界、短路边界等。
3）激励源设置：选择合适的激励源，如平面波、高斯脉冲等，并设置其参数，如幅度、相位、频率等。
4）求解设置：根据分析目标，设置求解器参数，如求解频率范围、求解精度等。
5）仿真设置：设置仿真时长、输出参数等，以满足分析需求。
【4.激励设置对仿真结果的影响】激励设置直接影响到HFSS圆波导仿真分析的结果。
如果激励设置不合理，可能导致以下问题：1）仿真结果失真：错误的激励设置可能导致无法反映实际情况的仿真结果，影响分析结果的准确性。
2）计算资源浪费：过低的求解精度或过长的仿真时长可能导致计算资源的大量浪费，影响分析效率。
3）分析目标不明确：未设置合适的输出参数，可能导致分析目标不明确，无法满足实际需求。
HFSS高性能平行耦合微带带通滤波器设计与仿真攻略
HFSS高性能平行耦合微带带通滤波器设计与仿真攻略HFSS（High Frequency Structural Simulator）是一款广泛应用于高频电磁场仿真的软件工具，具有高效准确的计算能力，广泛应用于微波通信、天线设计、微带滤波器设计等领域。
在微带带通滤波器设计中，HFSS软件可以帮助工程师快速准确地设计出性能优异的滤波器，提高设计效率和准确性。
本文将介绍HFSS软件在高性能平行耦合微带带通滤波器设计与仿真中的一般步骤和攻略。
一、平行耦合微带带通滤波器原理平行耦合微带带通滤波器是一种结构简单、性能良好的微带滤波器，通常由一组垂直耦合微带谐振器和几个开路微带谐振器组成。
通过合理设计电路结构中的微带谐振器的长度、宽度和耦合间隔等参数，可以实现所需的滤波特性。
平行耦合微带带通滤波器通常具有较低的插入损耗、较高的带宽和较好的阻带衰减等性能。
二、HFSS平行耦合微带带通滤波器设计步骤1.确定滤波器的工作频率和性能指标，如通带中心频率、通带带宽、阻带衰减等；2.设计滤波器的电路拓扑结构，包括微带谐振器的种类和数量、耦合方式等；3.利用HFSS软件建立滤波器的三维模型，并设置仿真参数，如工作频率、网格精度等；4.通过HFSS软件进行电磁场仿真，分析滤波器的传输特性和谐振器的工作状态，调整设计参数以满足性能指标；5.优化滤波器的结构设计，如微带谐振器的长度、宽度和耦合间隔等参数；6.在HFSS软件中进行频域和时域仿真，验证滤波器的性能指标是否满足设计要求；7.在满足性能指标的前提下，进一步优化滤波器的结构设计，以降低损耗和提高性能；8.导出最终的滤波器设计文件，用于制作和验证实际器件性能。
1.合理选择HFSS软件版本和许可证类型，确保软件功能和性能满足设计需求；2.熟练掌握HFSS软件的操作界面和基本功能，包括建模、设置仿真参数、网格划分、分析结果等；3.在建立滤波器的三维模型时，注意设计精度和模型简化，提高仿真效率和准确性；4.在仿真过程中，结合HFSS软件的参数优化功能，快速有效地调整设计参数，实现滤波器性能的优化；5.结合HFSS软件的频域和时域仿真功能，全面分析滤波器的传输特性和动态响应，确保性能指标的准确性；6.在滤波器设计的不同阶段，及时保存和备份仿真文件和结果，方便后续验证和分析；8.最终，通过HFSS软件的仿真和验证结果，确定滤波器的结构设计方案，并导出制作文件进行实际器件的制作和测试。
hfss_使用经验
绘制 Z-轴同轴线
在这一小节我们的任务是 z-轴同轴线，在 x-y 平面上绘出内外导体。 因为 x-y 平面是一缺省平面，所以不用首先定义他画外导体圆柱。
1． 点击主菜单上的 Model—Draw，这时绘制屏幕会展示出来。 2． 点击 3D Objects 中的 Cylinder，注意这时会在窗口底部的文本柱中显示信 息，提示你选择柱的中心。 3． 在 x-y 区域移动光标，并点击左键以确定圆柱中心。 不用担心光标的位置，你在点击柱外点后可显示一对话框，所有的圆柱坐标在 点击左键确定后都可以重新设置。 另一方法是在 HFSS 屏幕底部的文本框中键入它们的坐标以进入 2D 或 3D 项目。 在下一个例子，低通滤波器的设置中，就是用这种方法。 4． 从你所选择的中心点开始移动光标，注意到此时有一圆显示在屏幕上，当 你向不同方向移动光标时，此图会增大或缩小。 5． 点击鼠标左键以确定圆的大小，在对话框中你可以调整它的大小。 6． 参考图 2-3 中的对话框，可对原点尺寸及其他数据进行调整。 其中 Dimensions 中的“regment angle”是指对圆周多等分分割时，单一等分所对应 的圆心角，这里对 voaxtee 选定的是 15 度。 注意：对许多结构而言，要进行精确的 S 参数分析，选择 30 度或更精的分割也是 可行的。 关于选项、“world or local coordinates” “world coordinate”是固定的笛卡儿坐标，x,y,x 轴以确定在二维或三维空间中的位 置。而使用 local coordinate system ，给定原点的位置和指向以及 UV 平面，然后你可 以移动或旋转局部坐标。 在对话框中显示出了项目的属性，注意在项目名称一项。虽然系统会给出一个缺省 的名称，但给出你自己的更有特色的名称是有益的。在图 2-3 中，项目的名称是 xycylout， 此名称表明所定义的项目是外导体圆柱，并且在 x-y 平面。 另外还可以进行显示颜色的更改。 定义项目中的材料也是容易的事，可点击一种材料，并在“use in simulation”中核 对。 由于此时的对象并不代表整个同轴线，不用担心是否在模拟中使用它或对它进行材 料定义。
hfss 共面波导边界条件的设置
HFSS（High-Frequency Structure Simulator）是由美国ANSYS公司开发的一款专业的电磁仿真软件，广泛应用于无线通信、雷达、天线设计等领域。
在HFSS中，共面波导是一种常见的电磁结构，边界条件的设置对仿真结果具有重要影响。
本文将从共面波导的定义、边界条件的设置以及常见问题等方面进行探讨。
一、共面波导的定义共面波导是指两个或多个金属导体之间以绝缘介质分隔，并在同一平面内传输电磁波的结构。
共面波导常用于微带天线、集成电路等射频器件的设计中。
在HFSS中，我们需要正确设置共面波导的边界条件，以保证仿真结果的准确性。
二、HFSS中共面波导的边界条件设置在HFSS中，正确设置共面波导的边界条件是保证仿真准确性的关键。
以下是在HFSS中设置共面波导边界条件的步骤：1. 创建几何模型：在HFSS中创建共面波导的几何模型。
可以使用HFSS自带的几何建模工具，也可以导入CAD等其他软件中设计好的几何模型。
2. 定义材料属性：在创建几何模型后，需要为共面波导的材料定义材料属性，包括介电常数、磁导率等。
正确的材料属性对于HFSS仿真结果的准确性至关重要。
3. 设置边界条件：选择几何模型中共面波导的边界进行设置。
在设置边界条件时，需要正确选择边界类型（如Perfect E、Perfect H等），并设置合适的边界条件参数（如表面电导率等）。
4. 网格划分和求解器设置：在设置完边界条件后，需要对几何模型进行网格划分，并设置合适的求解器参数。
合适的网格划分和求解器设置对于提高仿真效率和准确性非常重要。
5. 进行仿真：设置好边界条件后，可以进行共面波导的仿真。
在仿真过程中，需要对结果进行合理的后处理和分析，以验证仿真结果的准确性。
三、常见问题及解决方法在HFSS中设置共面波导边界条件时，常见的问题包括边界条件选择不当、材料属性定义错误、网格划分不合理等。
针对这些常见问题，可以采取以下解决方法：1. 边界条件选择不当：在选择边界条件时，需要根据实际情况选择合适的边界类型，并设置合适的边界条件参数。
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W1 L1
S1 S2
4-19
设置优化目标/选择优化器
4-20
优化结果
Ansoft LLC
0.00
XY Plot 1
Prob_1
Curve Info
-10.00
dB(S(1,1)) Setup1 : Sw eep1 dB(S(2,1)) Setup1 : Sw eep1
-20.00
Y1
-30.00
4-4
综合50欧姆线宽
4-5
某同学建立的仿真模型
4-6
模型中材料设置
4-7
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
4-8
模型中边界设置
空气盒上盖 设为辐射边 界。
4-9
模型中波导开孔
1.5mm
0.4mm
4-10
模型中存在的问题
未利用对称性；
4-12
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
4-13
频率高端插损随开口宽度变化
Ansoft LLC
0.00
XY Plot 2
Prob_3
-0.50
-1.00
dB(S(2,1))
-1.50
Curve Info dB(S(2,1)) Setup1 : Sw eep1 a1='1mm' dB(S(2,1)) Setup1 : Sw eep1 a1='1.1mm' dB(S(2,1)) Setup1 : Sw eep1 a1='1.2mm'
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
4-1
W波段波导
波导型号：WR-10 a×b=2.54mm×1.27mm
4-2
中心频率1/4波导波长
4-3
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
-2.00
-2.50
-3.00 70.00 75.00 80.00 85.00 90.00 Freq [GHz] 95.00 100.00 105.00 110.00 115.00
4-14
波导开பைடு நூலகம்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
4-15
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).
4-16
优化模型边界设置
4-17
优化模型边界设置
端口2 波端口 1个模式
端口1 波端口 1个模式
4-18
选择优化变量
-40.00
-50.00 70.00 75.00 80.00 85.00 90.00 Freq [GHz] 95.00 100.00 105.00 110.00 115.00
4-21
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。 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。
介质基板使用有耗材料；
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）。
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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