下载文档原格式
实验一：T型波导内部仿真场分析与优化实验目的:理解和分析T型波导分支内部电磁场分布及优化方法。
实验内容：1.建立一个T型波导模型，利用HSFF软件求解，分析，观察T型导波的场分布情况。
2.使用HFSS进行T型波导功分器的优化设计实现，进行参数分析扫描，利用HFSS的优化设计功能实现3端口输出功率为2端口输出功率的2倍、3倍。
然后用重新设计端口激励端，使端口端2为激励端，端口3的输出为端口1的2倍。
实验原理：T型波导功分器又叫T型波导分支器，它能将波导能量从主波导中分路接出，它是微波功率分配器件的一种。
此次设计H面T型分支，使得从1端口输入的功率可以平均的分配给端口2、3，使得2、3端口的TE10波为等幅同向。
同时，通过设置隔片改变各端口的功率分配。
进行扫频设置，观察S参数曲线和电场分布。
实验步骤及结果：一、新建工程设置1．运行HFSS并新建工程双击桌面上的HFSS快捷方式，启动HFSS软件。
HFSS启动后，会自动创建一个默认名称为Project1的新工程和名称为HFSSDesign1的新设计。
从主菜单栏选择命令【File】→【SaveAs】，把工程文件另存为Tee.hfss。
然后右键单击HFSSDesign1，从弹出菜单中选择【Rename】命令项，把设计文件HFSSDesign1重新命名为TeeModal。
2．选择求解类型从主菜单栏选择【HFSS】→【SolutionType】，打开SolutionType对话框，选中DrivenModal单选按钮，单击OK按钮。
3．设置长度单位从主菜单栏选择【Modeler】→【Units】，打开SetModelUnits对话框，选择英寸（in）单位，单击OK按钮。
此时，设置了建模时的默认长度单位，即英寸。
二：创建T形波导模型1．创建长方体（1）从主菜单栏选择【Tools】→【Options】→【ModelerOptions】，打开3DModelerOptions对话框，选择Drawing选项卡，确认选中EditPropertiesofnewprimitives复选框，然后单击确定按钮。
梯形单脊波导缝隙天线的研究及应用梯形单脊波导缝隙天线的研究及应用摘要：本文主要介绍了梯形单脊波导缝隙天线的研究及应用。
首先介绍了梯形单脊波导缝隙天线的基本原理及结构，然后详细介绍了梯形单脊波导缝隙天线的研究进展，包括优化设计、宽带化设计、多频段设计等。
最后，介绍了梯形单脊波导缝隙天线的多个应用领域，包括无线通信、雷达、遥感等。
关键词：梯形单脊波导缝隙天线，优化设计，宽带化设计，多频段设计，应用领域1. 引言梯形单脊波导缝隙天线是一种新型的天线结构，具有体积小、重量轻、性能稳定等特点，在无线通信、雷达、遥感等领域具有广泛的应用前景。
本文将对梯形单脊波导缝隙天线的研究进展及应用进行详细介绍。
2. 梯形单脊波导缝隙天线的基本原理及结构梯形单脊波导缝隙天线是一种基于波导结构的天线，其工作原理是通过波导中的缝隙来辐射电磁波。
其基本结构由上下两个金属板、一条单脊线和一定的缝隙组成。
当激励电源施加在单脊线上时，电磁波将通过缝隙辐射出去，从而实现天线的辐射功能。
3. 梯形单脊波导缝隙天线的研究进展3.1 优化设计为了提高梯形单脊波导缝隙天线的性能，研究人员进行了一系列的优化设计工作。
包括优化缝隙结构、优化单脊线位置等。
通过这些优化设计，可以使天线的工作频段更宽、增加天线的辐射功率等，提高天线的性能。
3.2 宽带化设计梯形单脊波导缝隙天线通常具有较窄的工作频段，为了提高其工作频段，研究人员进行了宽带化设计。
通过改变天线的尺寸、缝隙的宽度等参数，可以实现天线的宽带化设计。
宽带化设计后的天线可以在更广泛的频段内工作，提高了天线的适用性。
3.3 多频段设计为了满足现实应用中多频段的需求，研究人员进行了多频段设计的研究工作。
通过在梯形单脊波导缝隙天线中增加多个缝隙、多个单脊线等结构，可以实现天线在多个频段上的辐射。
多频段设计的天线可以同时满足不同频段的需求，提高了天线的灵活性。
4. 梯形单脊波导缝隙天线的应用领域梯形单脊波导缝隙天线具有体积小、重量轻、性能稳定等特点，在无线通信、雷达、遥感等领域具有广泛的应用前景。
带隔板T形波导的仿真研究作者：章国庆蒋开明来源：《硅谷》2014年第19期摘要本文介绍了带隔板T形波导的数值计算方法和平面电路方法，在此基础上利用HFSS仿真软件建模分析，得出10GHz下使回波损耗最小的“最佳隔板”，并研究了不同功率分配比下最佳隔板的位置，该结论可为功率分配器的设计提供一定的依据。
关键词 T形波导；隔板；HFSS仿真；功分比中图分类号：TN73 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）19-0067-02T形波导常用于功率分配或合成中，经典的T形波导输入端驻波比较大，功分比不易控制，故实际应用中长采用加载电抗元件的方法来匹配输入端阻抗，并实现准确的功分比特性[1]。
相比于常见的三角形和圆柱棒加载，隔板加载性能更加优越。
本文利用HFSS研究了10GHz下的最佳隔板，并利用HFSS的优化功能得出了一些常用功分比下隔板的精确位置。
1 带隔板T形波导常用数值分析方法1.1 FDTD方法该方法采用模块法和PML激励源，将T形波导分成5个子计算域，利用离散Fourier 变换，从时域电磁场波形提取了宽带散射参数，得出了与平面电路法相似的结论[2]。
1.2 平面电路法该方法采用短路边界平面电路法对二维积分形式的波动方程进行数值求解，可求得各离散点的电压和电流值。
依据该理论，对加载隔板H-T接头模型进行数值计算并给出等效电路模型，采用最小二乘法给出参数计算公式[1]。
其等效电路模型如图2所示，其结果与HFSS仿真结果相似。
图1 带隔板T形波导模型图2 带隔板T形波导等效电路2 最佳隔板在无隔板情况下，直接将T形波导用于功分器，会产生很大的回波损耗，端口反射强烈且效率低。
加载隔板的T形波导在一定程度上有效地解决了上述的问题。
不同的隔板厚度和长度会影响T形波导的性能，在10GHz的特定条件下，通过HFSS的优化功能分别找出了隔板最佳长度和厚度。
由图3可见，随着隔板长度的不断增大，回波损耗逐渐减小，在0.4英寸处达到最小值。
目录第1篇HFSS软件系统介绍 (2)1 3D窗口简介 (2)2 软件系统文件的基本介绍 (5)3 3D建模概述 (6)4 视图窗口的操作 (7)5 应用结构的变换 (9)6局部坐标系 (10)7 几何参数设置 (11)第2篇T型波导腔体内场分析 (13)1 创建工程 (13)2 创建模型 (14)3 建立并求解 (19)4 比较结果 (22)第3篇感想和体验 (24)第1篇HFSS软件系统介绍HFSS（High Frequency Structrue Simulator）软件由美国Ansoft公司开发，是三维电磁场仿真软件。
它应用切向矢量有限元法，可求解任意三维射频、微波器件的电磁场分布，计算由于材料和辐射带来的损耗。
可直接得特征阻抗、传播系数、S参数及电磁场、辐射场、天线方向图、特定吸收率等结果。
广泛地应用于天线、馈线、滤波器、多工器、功分器、环行器、光电器件、隔离器的设计和电磁兼容、电磁干扰、天线布局和互耦等问题的计算。
1 3D窗口简介Ansoft HFSS 3D 模型编辑器使用简便、灵活，并具有全参数化建模的强大功能，无需编辑复杂的宏/模型来实现。
在此主要介绍HFSS 的3D 建模过程。
通过对这些基本概念的理解，我们可以快速利用3D 参数建模器提供的所有特色功能。
HFSS软件的3D界面如下图所示：1.1 主菜单与工具条主菜单在软件主窗口的顶部，包括File、Edit、Project、Draw、3D Modeler、HFSS、Tools、Window、Help这些下拉菜单。
工具条在主菜单的下一行，是一些常用设置的图标。
1.2 工程树工程树包括所有打开的HFSS工程文件，每个工程文件一般包括几何模型、模型的边界条件、材料定义、场的求解、后处理信息等。
工程树中第一个节点是工程的名称，默认名一般为Project n，n代表当前加入的第n个设计，在该节点下包括模型的所有特定数据。
包括：Model:建立的模型。
实验一：T型波导内部仿真场分析与优化实验目的:理解和分析T型波导分支内部电磁场分布及优化方法。
实验内容：1.建立一个T型波导模型，利用HSFF软件求解，分析，观察T型导波的场分布情况。
2.使用HFSS进行T型波导功分器的优化设计实现，进行参数分析扫描，利用HFSS的优化设计功能实现3端口输出功率为2端口输出功率的2倍、3倍。
然后用重新设计端口激励端，使端口端2为激励端，端口3的输出为端口1的2倍。
实验原理：T型波导功分器又叫T型波导分支器，它能将波导能量从主波导中分路接出，它是微波功率分配器件的一种。
此次设计H面T型分支，使得从1端口输入的功率可以平均的分配给端口2、3，使得2、3端口的TE10波为等幅同向。
同时，通过设置隔片改变各端口的功率分配。
进行扫频设置，观察S参数曲线和电场分布。
实验步骤及结果：一、新建工程设置1．运行HFSS并新建工程双击桌面上的HFSS快捷方式，启动HFSS软件。
HFSS启动后，会自动创建一个默认名称为Project1的新工程和名称为HFSSDesign1的新设计。
从主菜单栏选择命令【File】→【SaveAs】，把工程文件另存为Tee.hfss。
然后右键单击HFSSDesign1，从弹出菜单中选择【Rename】命令项，把设计文件HFSSDesign1重新命名为TeeModal。
2．选择求解类型从主菜单栏选择【HFSS】→【SolutionType】，打开SolutionType对话框，选中DrivenModal单选按钮，单击OK按钮。
3．设置长度单位从主菜单栏选择【Modeler】→【Units】，打开SetModelUnits对话框，选择英寸（in）单位，单击OK按钮。
此时，设置了建模时的默认长度单位，即英寸。
二：创建T形波导模型1．创建长方体（1）从主菜单栏选择【Tools】→【Options】→【ModelerOptions】，打开3DModelerOptions对话框，选择Drawing选项卡，确认选中EditPropertiesofnewprimitives复选框，然后单击确定按钮。
微波技术与天线实验报告5．创建隔片（1）创建一个长方体。
从主菜单栏选择【Draw】→【Box】，进入新建长方体工作状态。
移动鼠标光标在三维模型窗口任选一个基准点，在xy面展开成长方形，单击确定；再沿着z轴移动鼠标光标展开成长方体，单击确定，完成后弹出属性对话框。
（2）设置长方体的位置和尺寸。
在“属性”对话框的Command选项卡界面，Position栏输入"0.45in，Offset-0.05in，0in"，设置长方体的起始点位置，按回车键确定，此时会弹出AddVariable对话框，要求设置变量Offset的初始值，在Value 栏处输入“0in”，然后单击OK，返回属性对话框。
在Xsize、Ysize和Zsize栏处分别输入0.45、0.1和0.4，设置长方体的长宽高尺寸。
然后，选择属性对话框的Attribute选项卡，在Name栏处输入长方体的名称Septum，单击完成。
此时，在T形波导内部添加了一个小长方体。
（3）相减操作。
展开操作历史树，首先选中Tee，按下Ctrl键的同时再选中Septum，确认Tee和Septum都被选中；之后，从主菜单栏选择【3DModeler】→【Boolean】→【Subtract】命令或者单击工具栏的按钮，打开相减操作对话框。
确认对话框中Tee在BlankParts栏，Septum在ToolParts栏，表明是从模型Tee中去掉模型Septum。
单击OK按钮执行相减操作。
相减操作完成后，创建出完整的T 形波导。
三：分析求解设置1．添加求解设置在工作界面左侧的工程管理窗口（ProjectManager）中，展开TeeModal设计，选中Analysis节点，单击右键，在弹出的快捷菜单中单击【AddSolutionSetup…】，打开求解设置对话框。
在该对话框中，SolutionFrequency项输入10，默认单位为GHz，其他项都保持默认设置不变，单确定按钮击结束。
T型波导的内场分析和优化设计目录摘要 (3)一、前言 (3)二、报告正文 (3)2.1模型整体设计流程 (4)2.2求解方式的选择 (4)2.3模型的建立 (5)2.4分析求解设置 (6)2.4.1添加求解设置 (6)2.4.2添加扫频设置 (6)2.4.3图形化显示 (6)2.4.4表面电场分布 (7)2.4.5结果显示 (8)2.5模型优化的设计 (8)三、结论 (10)四、主要参考文献 (10)摘要本次三级项目的主要内容是T形波导的内场分析和优化设计。
主要分析了HT分支波导和双T分支波导。
利用HFSS软件设计出T形波导，观察在8~10GHZ的工作频段内，波导三个端口的S参数随频率变化的关系曲线，同时观察在10GHZ时波导表面的电场分布。
之后利用HFSS的参数扫描分析功能和优化设计功能，分析在10GHZ处波导三个端口随着隔片位置变量Offset 变化的关系曲线；，分析找出端口3的输出功率是端口2的输出功率的2倍时隔片所在位置。
一、前言在信息高速公路和知识经济出现的情况下，研究各种形状的电磁波导是必要的，根据波导管截面形状的不同，可以将波导分为矩形波导、圆形波导等。
而在微波系统尤其是波导系统中，元件的接入必须由分支元件来实现。
普通波导分支是三端口微波元件，形如字母‘T’，因此又称T形接头。
而矩形截面波导的分支主要有ET分支、HT分支和匹配双T分支。
本次三级项目再此基础上进行对T形波导的内场分析和优化设计，加深对T形波导认识与了解。
二、报告正文T形波导是形如字母“T”的矩形截面金属波导的分支，可以将微波能量从主波导中分路接出的波导分支器，分为E—T形分支、H—T形分支和匹配双T。
E—T形分支H—T形分支E—T形分支波导延伸方向与主波导中TE10模的电场平面平行。
为了使用方便，E—T分支的结构总是作成对称的，主波导的两臂长相等。
主波导两臂端口为①和②，分支臂端口为③。
当TE10模从端口③输入时，①和②两端口输出等幅反相波。
