矩形波导TE10模的仿真与分析

针对矩形波导TE10模的特点,为了提高电磁设计性能,设计出矩形波导TE10模的仿真模型。本文首先根据电磁场传播理论,采用直角坐标系分析对无源自由空间电场和磁场采用矢量亥姆霍茨方程分析,得出矩形波导中传输模式及其场分布,然后分析了矩形波导中传输模式的纵向传输特性,最后利用HFSS软件对矩形波导TE10模的场结构进行三维空...     

矩形波导T形接头的可视化教学

本文基于Matlab和HFSS协同仿真的方法,动态模拟了电磁波在矩形波导T形接头中的传播过程。这种仿真方法在开发多媒体教学课件方面具有优越性和高效性,便于实现可视化教学的目的,可以使抽象的理论教学生动而形象,为提高教学质量提供技术支持。     

基于模式匹配法的矩形波导感性膜片不连续性分析

应用模式匹配法分析了矩形波导感性膜片不连续性。文章结合不连续处的感性膜片两侧的电磁场边界条件,构造变形的三角基函数用以展开矩形波导不连续性处的电磁场,最后推导出矩形波导不连续性处的广义S参数矩阵。该方法与传统等效电路法相比精度较高,将THz矩形波导滤波器利用模式匹配法分析的数值计算结果与HFSS仿真结果进行了比较,两者吻合较好,具有较高工程应用价值。     

模式匹配与综合方法设计Ka频段同轴-波导转换器

用高精度的模式匹配法对矩形波导和同轴线的不连续性进行了理论分析,并结合综合法中的阻抗变换,分析和设计了Ka频段矩形波导-同轴转换器,借助于功能强大的仿真软件Ansoft HFSS对它进行了电磁场仿真分析和实验验证,实验结果表明:在26.5～40GHz内,带内插损不大于1.0dB,驻波比不大于1.2,其性能指标达到国内较高水平,满足工程应用要求,最后通过仿真和实验结果的比较验证了此方法的有效性.     

矩形波导窄边倾斜缝隙天线阵的设计

介绍了一种矩形波导窄边斜缝泰勒线阵设计的方法.简要阐述了矩形波导窄边缝隙天线阵列的相关理论,并使用HFSS软件对单个缝隙结构,无限阵列环境下缝隙单元的导纳参数进行数值仿真.然后按照仿真获得的等效谐振电导曲线,运用泰勒线元法综合求出非谐振式48元波导窄边缝隙线阵,并对整个线阵进行了仿真和实测.仿真和实测结果表明,该天线阵列具有低副瓣、宽带宽、高增益等特点,并且实测结果与仿真吻合良好.     

常压微波等离子体反应器的设计与实现

本文设计了一个基于BJ26矩形波导的常压微波等离子体反应器。微波反应器对于等离子体的产生起关键性作用,本设计中采用了矩形压缩波导结构。首先运用Ansoft HFSS仿真软件对反应器进行了模拟计算,得到不同矩形压缩波导腔体内的电场分布,从而对腔体进行了优化设计,最终制作了常压微波等离子体反应器。将反应器安装在微波系统中,获得了频率为2.45GHz功率可调的稳定的微波等离子体。     

微波谐振腔湿度测量同轴环耦合设计与实现

基于微波谐振腔汽轮机内流动湿蒸汽湿度的测量原理,分析了微波谐振腔及同轴线小环耦合的场结构分布,设计出两端带栅网结构的湿度传感器.采用HFSS型微波软件对湿度传感器进行了建模仿真,由此得到场分布及S参数曲线图,以此设计出湿度传感器的结构尺寸.仿真结果表明,该微波谐振腔传感器工作在TE011模式下,谐振频率为9.58 GHz,其Q=1 198,适合作为测试流动湿蒸气的传感器.与采用矩形波导和谐振腔的孔耦合相比,这种新型同轴线耦合装置体积小,对汽轮机设备的开口也小,实用性也强.     

小型气密矩形波导-同轴转换器的研制

研究了一种新型小型化气密矩形波导-同轴转换器的工作原理及结构特性,借助HFSS微波设计仿真软件进行了建模仿真,并在此基础上制作了转换器样件。实测结果表明该样件的插入损耗小于0.5dB、驻波系数小于1.3,达到了预期指标,满足工程应用的要求。     

波导平板裂缝天线阵的设计

利用商业软件HFSS的S参数仿真结果,采用等效网络法对矩形波导宽边纵缝进行互耦环境下的导纳计算;并利用天线远场幅度、相位方向图仿真结果,采用口径场反演方法,对阵中辐射缝参数进行修正。通过设计实例,验证了该方法非常适合于平板裂缝天线阵的设计,有效地提高了设计效率。     

W 波段矩形波导-SIW 探针过渡结构设计

基片集成波导（SIW）技术正广泛应用于微波毫米波集成电路中。在W 波段,为了对SIW 元器件进行测试,必须对矩形波导-基片集成波导过渡结构进行研究。采用HFSS 软件仿真和优化设计了一种耦合探针结构的矩形波导-SIW 过渡。测试结果表明,一对过渡转换器与一段SIW 所组成的背靠背结构在整个W 波段的反射系数都小于-10 dB,而总插损在75~106 GHz 的频率范围内都小于2 dB。     

基于Klopfenstein理论的Ka波段矩形软波导波纹结构设计

基于Klopfenstein理论,设计了一种矩形软波导的波纹结构,并结合Matlab数值计算软件和AnsoftHFSS电磁软件进行仿真和计算,得到矩形软波导周期结构的最优化模型。     

E波段折叠矩形槽波导行波管的研究

分析了一种适用于E波段81~86 GHz空间行波管的新型慢波结构——折叠矩形槽波导.折叠矩形槽波导来源于传统的矩形槽波导,将E面沿其纵向来回弯曲而形成.利用电磁场仿真软件Ansoft HFSS设计优化并最终确定了E波段折叠矩形槽波导的关键几何尺寸.同时,模拟仿真出了折叠矩形槽波导在中心频率f=83.5 GHz处的耦合阻抗沿x和y方向上的变化趋势,得出其可通过加载带状电子注获得更高的平均耦合阻抗.利用CST粒子工作室模拟得出:折叠矩形槽波导行波管在中心频点83.5 GHz处输出功率为210 W,电子效率达到8.05%.     

软波导烧毁原因的分析

软波导是微波设备和馈线间起缓冲作用的传输线。对矩形软波导在系统工作过程中发生的局部烧毁,依据软波导工作条件,就烧毁可能的原因进行了分析和总结,并在HFSS中对分析进行了仿真计算和验证。     

Scattering at Circular-to-Rectangular Waveguide Junctions

A formally exact solution is given for the problem of scattering at a circular-to-rectangular waveguide junction and at a thick diaphragm, with a centered circular aperture, in a rectangular waveguide. The method uses normal TE and TM mode expansions of the waveguide fields and traditional mode matching of the transverse electric and magnetic fields at the junction boundary. Exact closed-form expressions are obtained for the electric field mode-matching coefficients which couple the TE(TM) modes in the rectangular guide to the TE(TM) and TM(TE) modes in the circular guide. Numerical results are presented for the case of TE/sub 10/ mode propagation in the larger rectangular guide with all other modes cutoff. Convergent numerical results for the equivalent shunt susceptances of such junctions are obtained when about 12 modes (eight TE and four TM) are retained in the circular waveguide or in the circular aperture of the diaphragm. The results are graphically compared with formulas and curves due to the quasi-static theory of Bethe and the variational theory given in the Waveguide Handbook [2].     

基于广义传输线方程的矩形波导等效电路

介绍了广义传输线方程在波导分析中的应用,讨论了建立在该方程基础上的具有不连续性的矩形波导的等效电路,提出了用两个频点来提取整个频带内电路参数的方法,以加载金属膜片的矩形波导为例进行了数值计算,并应用等效电路来计算S参数,计算结果和用Ansoft公司的HFSS软件所得结果相符合.     

宽带单脊波导缝隙天线的设计

根据传输线方程推导了单脊波导辐射缝隙有源导纳的计算公式,结合三维电磁仿真软件HFSS提取了天线阵列中辐射缝隙的有源电导,设计了一个8元单脊波导缝隙线阵,实测结果表明,副瓣为-23.61dB,VSWR≤2时的相对带宽为8%,约为矩形波导缝隙天线的2倍。     

双层基片集成波导双通带滤波器设计

根据频率变换法的双通带滤波器综合理论,采用矩形基片集成波导谐振腔作为基本谐振单元,通过谐振器之间直接耦合设计了一种双层结构的双通带基片集成波导滤波器,利用Ansoft HFSS建立滤波器模型并进行全波仿真。仿真结果表明,两个通带内回波损耗均大于20 dB,插入损耗小于0.5 dB,通带之间的阻带衰减特性良好,同时其尺寸压缩了约50%,较好地实现了滤波器的小型化,满足了工程需要的技术指标。     

倍频程正交模耦合器设计

介绍了一种基于四脊方波导结构的倍频程宽带正交模耦合器,分析了该宽带正交模耦合器的基本结构和工作原理,用HFSS仿真设计了一个S波段正交模耦合器,加工了实际样机,进行了测量,仿真和测量结果显示,测试数据同仿真结果在2:1的频带内符合良好。