T形波導(dǎo)的內(nèi)場分析和優(yōu)化設(shè)計(含動態(tài)圖)

1、T形波導(dǎo)的內(nèi)場分析 和優(yōu)化設(shè)計通一通一 第第2 2組組三級項目要求：1、內(nèi)場分析 ： H-T分支E場分析，掃頻范圍10-12GHz 2、優(yōu)化設(shè)計 ： P2=1.5P3的隔片位置，工作頻率10GHz 目錄目錄T型波導(dǎo)介紹型波導(dǎo)介紹1場內(nèi)分析場內(nèi)分析2優(yōu)化設(shè)計優(yōu)化設(shè)計3T T型波導(dǎo)型波導(dǎo) 定義定義：形如字母：形如字母“T T”的矩形截的矩形截面金屬波導(dǎo)的分支，是可以面金屬波導(dǎo)的分支，是可以將微波能將微波能量從主波導(dǎo)中分路接出的波導(dǎo)分支器。量從主波導(dǎo)中分路接出的波導(dǎo)分支器。 分類分類： E E面面T T型分支、型分支、H H面面T T型分支型分支和匹配雙和匹配雙T T。 E-TE-T分支分支H-TH

2、-T分支分支 把主波導(dǎo)兩臂端把主波導(dǎo)兩臂端口令為和，分口令為和，分支臂端口為。支臂端口為。 把主波導(dǎo)兩臂端口把主波導(dǎo)兩臂端口令為令為和，分支臂和，分支臂端口為端口為。寬壁面分支窄壁面分支E-T分支分支H-T分支分支雙雙T T分支分支H-T分支的工作特性 當信號以當信號以TE10TE10模從端口輸入時，和的兩端口輸模從端口輸入時，和的兩端口輸出等幅同相波。出等幅同相波。 當信號以當信號以TE10TE10模從端口和等幅同相輸入時，端口模從端口和等幅同相輸入時，端口有最大輸出，主波導(dǎo)中呈現(xiàn)駐波，在主波導(dǎo)引出分支的有最大輸出，主波導(dǎo)中呈現(xiàn)駐波，在主波導(dǎo)引出分支的對稱面處為電場駐波波腹。對稱面處為電場駐

3、波波腹。 當信號以當信號以TE10TE10模從端口和等幅反相輸入時，端口模從端口和等幅反相輸入時，端口無輸出，對稱面處為電場駐波的波節(jié)。無輸出，對稱面處為電場駐波的波節(jié)。 設(shè)計的是一個帶有隔片的設(shè)計的是一個帶有隔片的T T形波導(dǎo)。其中，波導(dǎo)形波導(dǎo)。其中，波導(dǎo)的的端口端口1 1是信號輸入端口是信號輸入端口，端口端口2 2和和3 3是信號是信號輸出端輸出端口口。正對著端口。正對著端口1 1一側(cè)的波導(dǎo)壁上凹進去一塊，相一側(cè)的波導(dǎo)壁上凹進去一塊，相當于在此放置了一個金屬隔片。通過當于在此放置了一個金屬隔片。通過調(diào)節(jié)隔片的位調(diào)節(jié)隔片的位置置可以調(diào)節(jié)從端口可以調(diào)節(jié)從端口1 1傳輸?shù)蕉丝趥鬏數(shù)蕉丝? 2和端

4、口和端口3 3信號能量信號能量的大小，以及反射回端口的大小，以及反射回端口1 1的信號能量大小。的信號能量大小。場內(nèi)分析場內(nèi)分析創(chuàng)建創(chuàng)建T T型波導(dǎo)模型型波導(dǎo)模型長方體模型：長方體模型： 長長寬寬高高=2=20.90.90.40.4立方英寸立方英寸隔片：隔片： 長長寬寬高高=0.45=0.450.10.10.40.4立方英寸立方英寸隔片位置：（隔片位置：（-0.45in-0.45in，offset-0.05inoffset-0.05in，0in0in）port2port3port1仿真分析仿真分析1 1、S S參數(shù)的掃頻結(jié)果參數(shù)的掃頻結(jié)果掃頻范圍：掃頻范圍：10GHz12GHz10GHz12G

5、HzS11、S12、S13 幅度隨頻率變化的曲線幅度隨頻率變化的曲線S11S12S132 2、表面電場分布圖、表面電場分布圖port2port3動態(tài)顯示動態(tài)顯示port2port3優(yōu)化設(shè)計優(yōu)化設(shè)計 一、利用參數(shù)掃描分析功能，分析在一、利用參數(shù)掃描分析功能，分析在工作頻率為工作頻率為10GHz10GHz時，時，T T形波導(dǎo)形波導(dǎo)3 3個端口的個端口的信號能量大小隨著隔片位置變量信號能量大小隨著隔片位置變量OffsetOffset的的變化關(guān)系。變化關(guān)系。 二、利用二、利用HFSSHFSS的優(yōu)化設(shè)計功能，找出的優(yōu)化設(shè)計功能，找出隔片的準確位置，使得在隔片的準確位置，使得在10GHz10GHz工作頻點

6、，工作頻點，T T形波導(dǎo)端口形波導(dǎo)端口2 2的輸出功率是端口的輸出功率是端口3 3輸出功輸出功率的率的1.51.5倍。倍。一、參數(shù)掃描分析輸出變量：輸出變量：power11power11、power21power21、power31power31 分別代表分別代表1 1、2 2、3 3端口輸入端口輸入/ /輸出功率輸出功率定義輸出變量：定義輸出變量：power11power11的表達式：的表達式： mag(S(Port1,Port1) mag(S(Port1,Port1) * *mag(S(Port1,Port1)mag(S(Port1,Port1)power21power21的表達式：的表達

7、式： mag(S(Port2,Port1) mag(S(Port2,Port1) * *mag(S(Port2,Port1)mag(S(Port2,Port1)power31power31的表達式：的表達式： mag(S(Port3,Port1) mag(S(Port3,Port1) * *mag(S(Port3,Port1) mag(S(Port3,Port1) 查看參數(shù)掃描分析結(jié)果查看參數(shù)掃描分析結(jié)果輸出變量隨變量輸出變量隨變量OffsetOffset的變化關(guān)系曲線的變化關(guān)系曲線Power21Power31Power11-0.3in當隔片位置超過-0.3 英寸時，端口1 的反射明顯增大.輸

8、出變量隨變量輸出變量隨變量Offset的變化動態(tài)圖的變化動態(tài)圖port2port3Offset=0.15port2port3Port23port3Offset=0.3port2port3Port29port3Offset=0.8二、優(yōu)化設(shè)計優(yōu)化目標：使得在使得在10GHz10GHz工作頻點，工作頻點，T T形波導(dǎo)形波導(dǎo) 端口端口2 2的輸出功率是端口的輸出功率是端口3 3輸出功率輸出功率 的的1.51.5倍。倍。設(shè)置目標函數(shù)：power21-1.5power21-1.5* *power31=0power31=0優(yōu)化范圍：-0.3in0in優(yōu)化范圍的選擇問題優(yōu)化范圍的選擇問題-0.3in0in 目標函數(shù)目標函數(shù)優(yōu)化范圍-0.3in0in表明目標函數(shù)的值小于或者等于設(shè)定的0.0001 時，停止優(yōu)化分析優(yōu)化結(jié)果優(yōu)化結(jié)果Offset=-0.0557inOffse