利用HFSS进行波导单孔定向耦合器的仿真设计
HFSS中仿真设计3.4Ghz分支线耦合器
HFSS中仿真设计3.4Ghz分支线耦合器
时间：2015-08-16 来源：天线设计网作者：admin TAGS：hfss耦合器定
向耦合器
定向耦合器是一种有方向性的功率耦合器件，在射频系统中有着广泛的应用，如功率监控系统、测试系统、功率分配系统等。
定向耦合器是一个四端口网络，它有输入端（端口1）、直通端（端口2）、耦合端（端口3）和隔离端（端口4)。
当信号从输入端输入时，除了一部分功率直接从直通端输出外，[天线设计网同时还有一部分功率耦合到耦合端输出，但不会从隔离端输出。
小编今天带给大家的是在[天线设计网]hfss中仿真设计频率为3.4GHz的分支线耦合器。
step1：首先根据设计频率以及介电常数，确定分支线长度。
step2：端口一般都选用标准的50欧姆微带线。
step3：设置端口顺序，可以按照上图的顺序。
step4：仿真设计，查看结果，优化方案。
（a）在hfss中建立模型
（b）设置端口顺序。
（1是数输入端，2是直通端口，3是耦合端口，4是隔离端口）
（c）一些重要参数
（d）仿真结果S11
s12
S13
S14
（e）场分布图
（f）模型下载
耦合器模型
(34.78 KB)
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电磁波三级项目——波导分支接头的HFSS仿真设计39页PPT文档
2
图1.2.2 自适应网格（总体与局部）
12
E-T接头传输TE10模的理论分析
情况——理论分析
2
3
当信号由③口入时，①和②口都有输出 且幅度相同相位相反。
13
HFSS仿真结果分析
仿真结果——场覆盖图
如图所示当TE10自E臂输入时，两主
1
臂有等幅反相信号输出。
2
仿真结果——S矩阵
3
14
分析不同端口输入激励的场覆盖情况
21
T型波导的优化设计的方法
1 2
3
1、目标函数
端口3能量-端口2能量*2=0
mag(S(port3，port1))* mag(S(port3，port1))－2* mag(S(port2，port1))* mag(S(port2，port1))=0
2、设计目标
可接受的误差小于0.0001
3、确定优化范围
自适应网格剖分
基于自适应网格剖分的场求解过程
3 1
自适应网格剖分原理
自适应网格剖分是在误差大的区域内对网格多 次迭代细化的求解过程，利用网格剖分结果来 计算在求解频率激励下存在于结构内部的电磁 场。初始网格是基于单频波长进行的粗剖分， 然后进行自适应分析，利用粗剖分对象计算的 有限元解来估计在问题域中的哪些区域其精确 解会有很大的误差（收敛性判断），再对这些 区域的四面体网格进行细化（进一步迭代）， 并产生新的解，重新计算误差，重复迭代过程 （求解—误差分析（收敛性判断）—自适应细化 网格）直到满足收敛标准或达到最大迭代步数 。如果正在进行扫频，则对其他频点求解问题 不再进一步细化网格。
19
HFSS仿真结果分析
仿真结果——场覆盖图
如图所示当TE10自H臂输入时，两主
基于HFSS分支定向耦合器设计说明书
基于HFSS分支定向耦合器设计实验报告学院电子科学与工程学院姓名学号指导教师2016年10月27日目录一、实验目的 (1)二、设计任务 (1)三、设计思路 (2)四、注意事项 (2)五、基于HFSS分支定向耦合器设计过程 (2)5.1 分支定向耦合器简介 (2)5.2 使用HFSS设计分支定向耦合器 (2)5.2.1 分支定向耦合器的理论计算 (2)5.2.2 HFSS设计简介 (3)5.2.3 HFSS设计环境概述 (3)5.3 新建HFSS工程 (4)5.4 创建分支定向耦合器模型 (4)5.4.1 设置默认的单位长度 (4)5.4.2 定义变量 (4)5.4.3 添加新材料 (5)5.4.4 创建带状线金属层模型 (6)5.4.5 创建带状线介质层模型 (7)5.5 分配边界条件和激励 (8)5.6 求解设置 (9)5.6.1 单频求解设置 (9)5.6.2 扫频设置 (9)5.7 设计检查和运行仿真分析 (10)5.8 查看仿真分析结果 (11)5.8.1 查看S参数扫频结果 (11)5.9 分支定向耦合器的优化分析 (11)5.9.1 新建一个优化设计工程 (12)5.9.2 参数化分析设置和仿真分析 (12)5.9.3 查看参数化分析结果 (13)5.9.4 优化设计的设置和仿真分析 (13)5.9.5 查看优化结果 (15)5.9.6 优化后的S参数扫频结果 (15)5.9.7 优化后的场分布图 (16)5.9.8 查看4GHz频点的S矩阵 (16)六、加分项 (17)6.1 二阶分支定向耦合器建模 (17)6.2二阶分支定向耦合器仿真结果 (18)一、实验目的●了解分支定向耦合器电路的原理及设计方法。
●学习使用HFSS软件进行微波电路的设计、优化和仿真。
二、设计任务1.课题内容运用功分器设计原理，利用HFSS软件设计一个90°（180°）分支定向耦合器2.实现方式自选一种或多种传输线实现，如微带线、同轴线、带状线，要求输入输出端口阻抗为50Ω。
HFSS单腔仿真
1.新建文件，使用Save As命令保存。
2.输入文件名后保存，注意文件名或者路径中最好不要包含中文。
3.开始建模，点击Draw Cylinder，画一个圆腔，输入直径为15.5mm，高度为32mm，点击“确定”之后点击红色按钮，将画好的图形显示在窗口中。
双击下面图中的cylinder1，弹出属性对话框，可以更改其透明度和颜色。
4，开始画谐振柱，首先画谐振柱底部直径9mm部分，点击Draw Cylinder，随意画一个圆柱体，然后在弹出的对话框中输入坐标为（0，0，0），半径4.5mm，高度19mm。
然后再画上面直径为12mm的部分，点击Draw Cylinder，以直径9mm圆柱体的顶点为原点随意画一个圆柱体，然后在弹出的对话框中输入坐标为（0，0，19），半径6mm，高度10.5mm。
然后画顶部垂下来的圆盘，点击点击Draw Cylinder，以直径12mm圆柱体的顶点为原点随意画一个圆柱体，然后在弹出的对话框中输入坐标为（0，0，29.5）半径12.5mm，高度为-4mm。
此时上面的盘为一个实体，我们需要再画一个圆柱体与之相减，使之变成一个1mm后下垂的圆盘。
点击Draw Cylinder，画一个圆柱体，然后在弹出的对话框中输入坐标为（0，0，28.5），半径为11.5mm,高度为-3mm。
如下图位置先选中cylinder4，再选中cylinder5，将两者用工具相减。
双击cylinder4弹出属性对话框，我们更改其透明度至0.8，看到相减后的效果。
然后同时选中cylinder2、3、4，用Uinte工具相加为一个整体。
双击cylinder2，更改其透明度为0.8。
上面画的谐振柱中间是一个实体，我们要再画一个圆柱体将中间掏空，点击Draw Cylinder，画一个圆柱体，然后在弹出的对话框中输入坐标为（0，0，29.5），半径为5mm,高度为-9.5mm。
先选中cylinder2，然后选中cylinder6，用subtract工具相减。
hfss耦合器仿真设计范例-概述说明以及解释
hfss耦合器仿真设计范例-概述说明以及解释1.引言1.1 概述在HFSS耦合器仿真设计范例这篇文章中，我们将介绍HFSS耦合器的原理和仿真设计步骤。
HFSS（High Frequency Structure Simulator）是一种电磁场仿真软件，广泛应用于高频电磁场仿真领域。
耦合器作为一种重要的电路元件，在无线通信和微波领域具有广泛的应用。
通过仿真设计，我们可以模拟和优化耦合器的性能，以满足实际工程需求。
本篇文章的主要目的是通过以HFSS为工具，详细介绍耦合器的仿真设计过程。
首先，我们将在理论背景部分介绍一些基本的电磁场理论知识，包括电磁波的传输和耦合原理。
随后，在HFSS耦合器的原理部分，我们将重点讲解HFSS软件在耦合器仿真中的应用。
接下来，我们将详细介绍HFSS耦合器的仿真设计步骤。
这包括建立仿真模型、设置边界条件和材料属性、定义仿真参数等。
我们还将介绍如何通过改变耦合器的几何参数来优化性能，如改变耦合间隙、调整导体尺寸等。
通过仿真结果的分析和对比，我们可以评估不同设计参数对耦合器性能的影响，并提出设计优化建议。
最后，在结论部分，我们将对实验结果进行分析和总结。
通过对仿真数据的分析，我们可以得出一些结论，如耦合器的带宽、传输损耗等。
同时，我们也会给出一些建议，如如何改善耦合器性能或进一步优化仿真设计。
通过本文的学习，读者将了解到HFSS耦合器的原理和仿真设计步骤，并能够利用HFSS软件进行仿真设计。
这不仅对于从事无线通信和微波领域研究的工程师和学者有重要意义，同时也对于对电磁场仿真感兴趣的读者有一定的参考价值。
在实际工程应用中，通过仿真设计可以节省成本和时间，同时提高产品性能和可靠性。
因此，熟练掌握HFSS耦合器的仿真设计方法对于工程实践具有重要的指导意义。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以包括以下信息：文章结构部分的主要目的是介绍整篇文章的组织方式，以及各个章节的内容概述。
通过对文章结构的明确介绍，读者可以更好地理解整篇文章的逻辑架构，有助于他们更好地理解和接受文章的内容。
基于HFSS分支定向耦合器设计
基于HFSS分支定向耦合器设计基于HFSS分支定向耦合器设计实验报告学院电子科学与工程学院姓名学号指导教师2016年10月27日目录一、实验目的 (1)二、设计任务 (1)三、设计思路 (2)四、注意事项 (2)五、基于HFSS分支定向耦合器设计过程 (2)5.1 分支定向耦合器简介 (2)5.2 使用HFSS设计分支定向耦合器 (3)5.2.1 分支定向耦合器的理论计算 . 35.2.2 HFSS设计简介 (4)5.2.3 HFSS设计环境概述 (4)5.3 新建HFSS工程 (5)5.4 创建分支定向耦合器模型 (6)5.4.1 设置默认的单位长度 (6)5.4.2 定义变量 (7)5.4.3 添加新材料 (8)5.4.4 创建带状线金属层模型 (9)5.4.5 创建带状线介质层模型 (10)5.5 分配边界条件和激励 (11)5.6 求解设置 (13)5.6.1 单频求解设置 (13)5.6.2 扫频设置 (14)5.7 设计检查和运行仿真分析 (15)5.8 查看仿真分析结果 (16)5.8.1 查看S参数扫频结果 (17)5.9 分支定向耦合器的优化分析 (18)5.9.1 新建一个优化设计工程 (18)5.9.2 参数化分析设置和仿真分析195.9.3 查看参数化分析结果 (21)5.9.4 优化设计的设置和仿真分析225.9.5 查看优化结果 (24)5.9.6 优化后的S参数扫频结果.. 255.9.7 优化后的场分布图 (26)5.9.8 查看4GHz频点的S矩阵 (26)六、加分项 (28)6.1 二阶分支定向耦合器建模 (28)6.2二阶分支定向耦合器仿真结果 (29)一、实验目的●了解分支定向耦合器电路的原理及设计方法。
●学习使用HFSS软件进行微波电路的设计、优化和仿真。
二、设计任务1.课题内容运用功分器设计原理，利用HFSS软件设计一个90°（180°）分支定向耦合器2.实现方式自选一种或多种传输线实现，如微带线、同轴线、带状线，要求输入输出端口阻抗为50Ω。
期末：HFSS仿真研究孔缝耦合
、仿真题目：使用HFSS仿真研究孔缝耦合二、仿真目的：通过仿真过程，了解HFSS软件的用法，用HFSS仿真研究孔耦合，以达到对HFSS软件的熟悉，进而曾将微波与天线这门课程的实践应用三、仿真过程：结构耦合后场分布E F1oldfV/Bli冷MS?诲莊I1.怨按j.4. S-l^h-KIL B.^B15«-K>LT.i&iSBe-eeL 6.k的他-MUZ. E3QM4C-D0Ei. TSG5«-I»LB.Etl 轧•的2.、八、-刖言电子设备要在复杂的电磁环境中正常工作，要满足日益严格的电磁兼容标准，电磁屏蔽是十分必要的。
然而，因为通风、散热通信、供电等要求，屏蔽机箱上的孔缝和线缆穿透就不可避免。
高能电磁波易通过孔缝及线缆耦合进入屏蔽机箱内，对机箱内的器件进行干扰或造成破坏。
因此，研究孔缝耦合和线缆耦合的屏蔽效能十分重要。
线缆耦合主要有2种情况，一种是线间的耦合，一种是穿透屏蔽箱的线缆耦合。
仿真模型：模型结构很简单，如下图所示，主要包括2个圆柱体和一个孔缝，其中外面的大圆柱体为空间辐射边界，里面的圆柱体为金属屏蔽箱，屏蔽箱上开有一个孔缝，放大后如右图所示。
打开工程:1、打开An soft HFSS0,并在缺省工程中点击鼠标右键，加入一个HFSS设计项目，见图2。
屏幕主要部分自左向右依次为工程管理区（Project Manager）、对象列表和3D绘图区（与对象列表一起通称为3D Modeler window ）。
2、解的类型。
在菜单中选择HFSS/Solution Type （图3）,并在弹出窗口中选择Driven Modal（图4）。
共有三种类型选择,Driven Modal、Driven Terminal 和EigenMode, Diven Modal与Driven Terminal 的区别在于S矩阵的表示形式不同，前者采用入射和反射能量的形式，而后者采用电压和电流的形式。
基于HFSS分支定向耦合器设计
基于HFSS分支定向耦合器设计基于HFSS分支定向耦合器设计实验报告学院电子科学与工程学院姓名学号指导教师2016年10月27日目录一、实验目的 (1)二、设计任务 (1)三、设计思路 (2)四、注意事项 (2)五、基于HFSS分支定向耦合器设计过程 (2)5.1 分支定向耦合器简介 (2)5.2 使用HFSS设计分支定向耦合器 (3)5.2.1 分支定向耦合器的理论计算 . 35.2.2 HFSS设计简介 (4)5.2.3 HFSS设计环境概述 (4)5.3 新建HFSS工程 (5)5.4 创建分支定向耦合器模型 (6)5.4.1 设置默认的单位长度 (6)5.4.2 定义变量 (7)5.4.3 添加新材料 (8)5.4.4 创建带状线金属层模型 (9)5.4.5 创建带状线介质层模型 (10)5.5 分配边界条件和激励 (11)5.6 求解设置 (13)5.6.1 单频求解设置 (13)5.6.2 扫频设置 (14)5.7 设计检查和运行仿真分析 (15)5.8 查看仿真分析结果 (16)5.8.1 查看S参数扫频结果 (17)5.9 分支定向耦合器的优化分析 (18)5.9.1 新建一个优化设计工程 (18)5.9.2 参数化分析设置和仿真分析195.9.3 查看参数化分析结果 (21)5.9.4 优化设计的设置和仿真分析225.9.5 查看优化结果 (24)5.9.6 优化后的S参数扫频结果.. 255.9.7 优化后的场分布图 (26)5.9.8 查看4GHz频点的S矩阵 (26)六、加分项 (28)6.1 二阶分支定向耦合器建模 (28)6.2二阶分支定向耦合器仿真结果 (29)一、实验目的●了解分支定向耦合器电路的原理及设计方法。
●学习使用HFSS软件进行微波电路的设计、优化和仿真。
二、设计任务1.课题内容运用功分器设计原理，利用HFSS软件设计一个90°（180°）分支定向耦合器2.实现方式自选一种或多种传输线实现，如微带线、同轴线、带状线，要求输入输出端口阻抗为50Ω。
利用HFSS进行波导单孔定向耦合器的仿真设计
利用HFSS进行波导单孔定向耦合器的仿真设计【摘要】本文介绍了单孔定向耦合器的仿真设计方法，该定向耦合器在一定条件下的方向性可以达到20dB以上，并具有结构简单、驻波小、方向性强等特点。
【关键词】单孔；定向耦合器；HFSS仿真1.前言定向耦合器是一种具有一定方向性的分功率器，在微波系统中较为常见，它能从主传输系统的正向波中按一定比例分出部分功率，而不从反向波中输出功率，因此可以利用定向耦合器对主传输系统中的入射波进行取样。
较为常见的波导定向耦合器有：单孔定向耦合器、双孔（槽）定向耦合器、多孔（槽）定向耦合器、十字孔定向耦合器等。
虽然单孔定向耦合器结构简单、性能良好，但在以前一段时间里，由于缺少仿真措施，单孔定向耦合器等微波器件的设计需要公式的近似计算来解决，实际效果不理想，因此单孔定向耦合器被采用的较少。
但随着科技的发展，仿真软件的出现和完善，单孔定向耦合器的设计出现了可能。
本文现就利用HFSS仿真软件针对于单孔定向耦合器进行了仿真设计，发现在一定条件下，单孔定向耦合器的方向性可以做到20dB以上，满足工程设计要求。
2.定向耦合器的设计2.1 技术要求：1）相对带宽≥15％；2）VSWR≤1.30；3）方向性≥20dB；4）耦合量≥-35dB2.2 设计过程2.2.1 设计思想单孔定向耦合器是指在主传输系统和采样传输系统之间用单孔来进行耦合，为了获得定向型，该单孔必须开在两个矩形波导的公共宽壁的中心上，且两个矩形波导之间要保证一定的斜扭角度。
由小孔耦合理论可知，小孔可用电和磁偶极矩后成的等效源来代替，因此利用调节这两个等效源的相对振幅可以消除在隔离端口方向的辐射，而增强在耦合端口方向的辐射，从而获得理想的定向性。
2.2.2 模型的建立电磁仿真软件HFSS是作为行业标准的3D全波电磁仿真工具，它融合了全波频域有限元法、积分方程法、区域分解算法等来对微波器件进行仿真计算的。
众所周知，有限元法是基于微分方程方法的数值方法，相应的支配方程是麦克斯韦方程组演化而来的亥姆赫兹方程或者泊松方程，因此该软件能够较为真实的模拟现实环境，提高仿真的准确性。
hfss的波导口归一化问题
hfss的波导口归一化问题全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：HFSS是一种广泛应用于电磁场仿真的软件工具，通过有限元方法和有限差分时间域方法来解决电磁场问题。
在设计和优化微波和毫米波器件时，波导口的归一化问题是一个非常重要的问题。
波导口的归一化问题主要指的是在进行仿真和分析时，如何正确地定义波导口的特性参数以获得准确的仿真结果。
波导口归一化问题在HFSS中是一个常见的挑战，因为波导口是微波器件中的关键部分，并且波导口的设计和优化直接影响到整个系统的性能。
波导口的归一化问题涉及到波导口的物理尺寸、传输特性和边界条件等方面，需要综合考虑才能得到准确的仿真结果。
对波导口的物理尺寸进行归一化是非常重要的。
在进行仿真时，波导口的几何尺寸需要根据实际情况进行归一化处理，以保证仿真结果的准确性。
在HFSS中，可以通过定义合适的单位和比例尺来实现波导口的归一化处理，避免因为量纲不一致而导致的误差。
波导口的传输特性也是波导口归一化问题的关键之一。
波导口的传输特性包括传输系数、阻抗匹配、反射损耗等参数，这些参数直接影响到波导口的功率传输和性能表现。
在HFSS中，可以通过定义适当的边界条件和材料参数来模拟波导口的传输特性，以获得准确的仿真结果。
边界条件的选取也对波导口归一化问题有一定影响。
在HFSS中，可以选择不同的边界条件来模拟波导口的边缘效应和辐射损耗，从而得到更好的仿真结果。
合理选择边界条件可以有效地减小仿真误差，提高仿真精度。
第二篇示例：HFSS是一款广泛应用于高频电磁场模拟的软件，它在众多领域中都有着重要的应用，比如天线设计、微波器件设计等。
在进行HFSS模拟时，波导口的归一化问题是一个经常需要注意的问题。
本文将重点讨论HFSS中波导口归一化问题的相关内容。
波导口归一化是指在进行波导口传输线模拟时，需要将输入/输出端口中的电磁场信号与泰勒展开式进行匹配，以确保模拟结果的准确性和可靠性。
波导口的归一化过程可以分为两个步骤：一是将波导口的复数导纳(Y参数)与传输线的特性阻抗(Z参数)进行匹配；二是通过引入归一化的系数，将波导口的电磁场信号转换为传输线中的归一化电压/电流信号，从而准确地模拟出波导口的传输特性。
HFSS波导仿真实验知识分享
图15 波导的面电流分布
HFSS设计流程
4）计算通过波导横截面的功率 在计算前需要在波导中定义一个面，点击工具栏中的 (Draw rectangle)，输入坐标， 下图的坐标表示在波导中作 z=20 的面（面的法向量与坡印亭矢量要平行），完成后，在 菜单栏中点击 HFSS>Fields>Plot Fields>Calculator，打开场计算器，计算原理为：
图11 Perfect E边界条件设置
HFSS设计流程
4、激励源 wave port 设置 1）选中波导的一个端口面（垂直于 z 轴的平面）。 2）点击 HFSS>Excitations>Assign>Wave port，或者点击鼠标右键>assign
excitation>wave port（如图 12）。 3）另外一个端口面执行同样的操作。
HFSS设计流程
图13 波导中的电场分布
HFSS设计流程
画磁场的分布方法同上，只是在菜单栏中点击 HFSS>Fields>Plot Fields>M，若是画电流则先
选中物体某个面或某些面，然后在菜单栏中点击 HFSS>Fields>Plot Fields>J，过程与画电场分布类
似。
图14 波导中的磁场分布
HFSS设计流程
图8 select faces界面
HFSS设计流程
图9 select by name界面
HFSS设计流程
图10 select face界面
HFSS设计流程
2）将这四个面均设置为理想导体边界。 可以通过点击 HFSS>Boundaries>Assign> Perfect E 实现，或者点击鼠标右键>Assign Boundary> Perfect E（如图 11）。
HFSS仿真耦合器共12页word资料
HFSS仿真耦合器使用说明一．软件安装1．打开\HFSS92\Max文件夹，运行autorun，选择install HFSS进行安装。
2．安装完毕打开\HFSS92\Ansoft.HFSS.V9.2.Crack-EFA文件夹，运行破解。
二．HFSS界面介绍三．启动HFSS并设置1．点击桌面HFSS图标启动HFSS。
如图：2．新建一个项目文件。
选择菜单file>new，从project菜单选择insert HFSS design。
这时三维模型窗口出现。
3．设置解的类型。
选择菜单HFSS>solution type，点选第一项Driven Model。
4．设置长度单位。
选择菜单3D Modeler>Units。
选择下拉列表单位mm。
四．创建物理结构图形（参考同类产品尺寸或相关设计资料计算）1．点击画矩形图标，在右下方输入起始点坐标X：0，Y：0，Z：0，回车。
输入长度、宽度DX：2.05，DY：21.4，DZ：0，回车。
这时弹出窗口，选择attribute标签设置name为u1，点确定关闭。
选择View> Fit All>Active View或者按ctral＋D键，在窗口内预览全部图形。
2．点击画矩形图标，输入起始点坐标X：2.05，Y：21.4，Z：0，回车。
输入长度、宽度DX：-1.86，DY：21.4，DZ：0，回车。
这时弹出窗口，选择attribute标签设置name为u2，点确定关闭。
选择View> Fit All>Active View或者按ctral＋D键，在窗口内预览全部图形。
3．点击画矩形图标，输入起始点坐标X：3.8，Y：0，Z：0，回车。
输入长度、宽度DX：2.05，DY：20.4，DZ：0，回车。
这时弹出窗口，选择attribute标签设置name为d1，点确定关闭。
选择View> Fit All>Active View或者按ctral＋D键，在窗口内预览全部图形。
HFSS软件设计定向耦合器
- 42 - Ansoft2004年用户通讯一种定向耦合器的HFSS 软件设计张则伟中国电子科技集团公司第三十六研究所（314001）摘要：本文论述了用HFSS8.0高频电磁场仿真软件设计2倍频的一种垂直设置平面电路(VIP)定向耦合器的过程。
在软件仿真中通过宏命令修改一些设计参数，很容易找到一种结果较理想的参数，并实际设计出一种能满足要求的定向耦合器，大大缩短工程应用时间。
关键词：HFSS8.0 定向耦合器 紧耦合一. 设计前提本人在工程设计中需用到一种紧耦合的宽带定向耦合器，要求一种结构非常小巧、制作非常简单和成本较低的3dB 定向耦合器。
而微带线耦合器在耦合大于10dB 时，两根微带线要靠得非常近，很难实现，交指耦合器实际制作太麻烦，分支线耦合器体积太大。
而VIP 定向耦合器就具有体积小巧、制作简单，成本也很低，它的基本结构是垂直设置在主带线电路上的耦合带线，其中主基片可选用如环氧玻璃之类较便宜的材料，垂直部分采用高Q 基片，通过改变垂直基片的介电常数和厚度，可以控制其耦合度大小。
二. 软件仿真与实际设计VIP 定向耦合器的模型结构如图1所示。
在VIP 定向耦合器设计中要用到的相关参数见图2所示，其中，t1为主基片厚度，t2为垂直基片厚度，h 为耦合带线高度，εr1为主基片介电常数，εr2为垂直基片介电常数。
在HFSS 仿真时，我们选取主基片为环氧板其εr1=5.0，t1=1.0mm ，垂直基片为聚四氟乙烯板其εr2=2.15，对多组t2和h 进行计算分析，最后为达到想要的频段和耦合值，取t2=0.5 mm ，h=2.2 mm 。
HFSS 仿真结构如图3所示，其中S11为输入端反射系数，S12为隔离度，S13为耦合度，S14为主路损耗。
从图3可以知道此定向耦合器的性能不错，在2个倍频内的耦合幅度变化小于0.6dB ，定向性在整个频段也超过20dB ，我们按照这组参数实际制作了一个模型，测得的数据如图4所示。
K波段宽带波导分支定向耦合器的设计
K波段宽带波导分支定向耦合器的设计王家明;刘鲁军;丁飞;李霞【摘要】根据波导分支定向耦合器的原理,结合机械加工工艺,设计加工出一种应用于K波段(22GHz～32 GHz)雷达的15 dB波导分支定向耦合器.根据切比雪夫理论,给出了给定耦合条件下的结构初值.采用HFSS软件对波导分支定向耦合器建模仿真,设计出最优尺寸的结构.该耦合器在22 GHz～32GHz频段内耦合度为15 dB,反射损耗大于30 dB,隔离度达到30 dB以上,插入损耗小于0.2 dB.设计的波导分支定向耦合器结构简单紧凑、性能优越、加工性良好.【期刊名称】《机械制造》【年(卷),期】2016(054)006【总页数】3页(P31-33)【关键词】波导分支定向耦合器;K波段;机械加工;宽带【作者】王家明;刘鲁军;丁飞;李霞【作者单位】中国电子科技集团安徽四创电子股份有限公司合肥230000;中国电子科技集团安徽四创电子股份有限公司合肥230000;中国电子科技集团安徽四创电子股份有限公司合肥230000;中国电子科技集团安徽四创电子股份有限公司合肥230000【正文语种】中文【中图分类】TH122;TN73在雷达通信中，波导分支定向耦合器将所传输高频信号的能量耦合出一部分用于监测发射机的功率、频率和频谱，也用于测量元器件和馈线系统的反射损耗、插入损耗等［1］。
随着现代雷达技术的飞速发展和对便携式设备的不断追求，传统波导分支定向耦合器的尺寸较大，难以满足现代雷达小型化、组件化的发展趋势，因此有必要对耦合器的小型化设计进行深入研究［2-3］。
目前大部分耦合器采用焊接成型或直接机加工，存在以下不足：焊接会导致零件的变形及应力累加，存在夹渣气孔，影响外形的美观和耦合器的性能；对于尺寸较小的耦合器，焊接及机加工的难度和成本较大，技术具有局限性。
笔者介绍一种K波段波导分支定向耦合器的工程设计，给出了仿真结果，并详细分析了该波段耦合器的加工工艺。
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MOV B,A MOV A,#28H DJNZ ACC,$ ;等待
L23: MOVX A,@DPTR ;是否播放完毕ANL A,B JNZ L23NOP
LJMP PLAY
参考文献
[1]MSM6295.Data .2005-7.[2]楼然苗,李光飞.51系列单片机设计实例[M].北京航空航天大学出版社,2003.
[3]何希才.常用集成电路简明速查手册[M].国防工业出版社,2006.[4]百度百科.
利用HFSS进行波导单孔定向耦合器的仿真设计
陕西黄河集团有限公司12车间 郭宏博 盛利利 杨 辉
【摘要】本文介绍了单孔定向耦合器的仿真设计方法，该定向耦合器在一定条件下的方向性可以达到20dB以上，并具有结构简单、驻波小、方向性强等特点。
【关键词】单孔；定向耦合器；HFSS仿真
1.前言
定向耦合器是一种具有一定方向性的分功率器，在微波系统中较为常见，它能从主传输系统的正向波中按一定比例分出部分功率，而不从反向波中输出功率，因此可以利用定向耦合器对主传输系统中的入射波进行取样。
较为常见的波导定向耦合器有：单孔定向耦合器、双孔（槽）定向耦合器、多孔（槽）定向耦合器、十字孔定向耦合器等。
虽然单孔定向耦合器结构简单、性能良好，但在以前一段时间里，由于缺少仿真措施，单孔定向耦合器等微波器件的设计需要公式的近似计算来解决，实际效
果不理想，因此单孔定向耦合器被采用的较少。
但随着科技的发展，仿真软件的出现和完善，单孔定向耦合器的设计出现了可能。
本文现就利用HFSS仿真软件针对于单孔定向耦合器进行了仿真设计，发现在一定条件下，单孔定向耦合器的方向性可以做到20dB以上，满足工程设计要求。
2.定向耦合器的设计2.1 技术要求：1）相对带宽≥15％；2）VSWR≤1.30；3）方向性≥20dB；4）耦合量≥-35dB 2.2 设计过程
2.2.1 设计思想
单孔定向耦合器是指在主传输系统和采样传输系统之间用单孔来进行耦合，为了获得定向型，该单孔必须开在两个矩形波导的公共宽壁的中心上，且两个矩形波导之间要保证一定的斜扭角度。
由小孔耦合理论可知，小孔可用电和磁偶极矩后成的等效源来代替，因此利用调节这两个等效源的相对振幅可以消除在隔离端口方向的辐射，而增强在耦合端口方向的辐射，从而获得理想的定向性。
2.2.2 模型的建立
电磁仿真软件HFSS是作为行业标准的3D全波电磁仿真工具，它融合了全波频域有限元法、积分方程法、区域分解算法等来对微波器件进行仿真计算的。
众所周知，有限元法是基于微分方程方法的数值方法，相应的支配方程是麦克斯韦方程组演化而来的亥姆赫兹方程或者泊松方程，因此该软件能够较为真实的模拟现实环境，提高仿真的准确性。
它也是目前微波仿真领域上的首选软件。
为了准确的对单孔定向耦合器进行仿真，首先要在HFSS中建立相应的模型，由于一般单孔定向耦合器的耦合量都不大，为了获得较大的耦合量，本模型将两个矩形波导之间的公共壁厚缩小为0.50mm。
为了使模型的计算简洁明了，在本模型中，耦合孔的直径r和两个波导之间的斜扭角度θ分别设为变量。
具体模型如图1所示。
模型建立后，需要对模型进行边界
图1 波导单孔定向耦合器的仿真模型图图2 θ为50度、r为11.2mm时的驻波曲线图图4 θ为50度、r为11.2mm时的方向性
图3 θ为50度、r为11.2mm时的耦合量
设置，首先将该模型的四个端口设置为波端口，由于在该软件中由这样一个默认设置，即凡是没有模块交叉之处都为金属表层，因此不需要对模型的外壁进行设置。
完成边界设置后，设置需要计算的频率范围和精度要求，
2.2.3 仿真结果
根据上面的模型，利用HFSS进行了全面的计算，若计算结果不能满足要求，可对其中的变量进行变化，继续仿真，直到有满意结果为止。
本次仿真经过反复计算后，得到较好的仿真结果：在斜扭角度为50度左右时，定向耦合器的方向性最
好，在整个频带那可达到21dB以上；驻波
在频带内小于1.1；耦合量在频带内皆可
大于-35dB，基本满足工程设计要求。
具
体结果如图2-4所示。
3.结论
本文利用仿真软件Ansoft HFSS进行
仿真设计的波导单孔定向耦合器完全满足
技术指标的要求，可以用于工程设计。
参考文献
[1]王新稳,李萍.微波技术与天线[M].电子工业出版
社,2003.
[2]廖承恩.微波技术基础[M].西安电子科技大学出版
社,1994.
作者简介：
郭宏博（1983—），女，大学专科，雷达天线调试
助理工程师，现供职于黄河集团。
盛利利（1982—），女，大学专科，雷达天线调试
助理工程师，现供职于黄河集团。
杨辉（1984—），男，大学本科，雷达天线调试助
理工程师，现供职于黄河集团。
纺织车间生产管理与监测系统设计
浙江工业职业技术学院 金永敏
【摘要】文章介绍了一种基于RS-485总线的纺织车间生产管理与监控系统，该系统主要由安装于纺织机的纺机生产监控仪与纺织车间管理软件两大部分组成，通过RS-485总线使织布车间的所有织机形成计算机控制与管理网络，并建立相应的生产管理数据库，实现了从制定计划到生产过程监控，再到生产状况的各种统计。
成果可应用于各种新建纺织车间，同时也可以技术改造的方式应用于现有的纺织车间以及印染车间，有利于提升中小型纺织印染行业车间的信息化管理水平，减少管理环节，提高管理效率，从而提高企业的竞争力。
【关键词】生产管理与监测；RS485；纺织车间
随着我国纺织业的发展，许多国内很多纺织企业尽管实现了生产自动化，但也出现了企业管理和生产操作脱节的问题。
目前，国内少数纺织企业通过生产管理信息管理自动化改造或实施ERP(企业资源计划)系统等方法，较好的解决了企业管理和生产操作脱节的问题，取得了显著的经济效益。
这类解决方案成本普遍较高，市场上实施成本在10万元以下的生产管理自动化改造解决方案极少。
本文研制的纺织车间集散型生产管理与监测系统定位于企业上层ERP与底层设备自动控制系统之间，协助企业建立快速反应的、有弹性、精细化的生产管理环境，提高劳动生产率。
1.纺织车间生产管理与监测系统总体方案设计
纺织车间生产管理与监测系统主要由安装于纺织机的纺机生产监控仪与纺织车间管理软件两大部分组成，通过RS-485总线使织布车间的所有织机形成计算机控制与管理网络，并建立相应的生产管理数据库，实现了从制定计划到生产过程监控，再到生产状况的各种统计。
1.1 纺织车间生产管理软件总体设计方案
纺织车间生产管理软件将在Visual
Studio 2005平台开发完成，数据库部分采
SQL Sever 2005，管理软件通过对
数据库进行访问。
管理软件包括各类界面
操作模块、数据库操作模块、数据通信模
块，以及数据统计与分析模块。
需要实现
纺织车间实时生产数据采集与统计、单台
纺织机参数设置、纺织车间员工考勤管理
与工作量统计分析以及工资计算、纺织车
间员工排班管理、单台纺织机产品与产品
统计分析、纺织机维修信息管理与故障率
分析、纺织机异常分析等功能。
1.2 纺织车间生产监测仪总体设计
方案
纺织车间生产监测仪一方面执行系
统管理软件的命令进行相应的控制操作，
另一方面，把取得监测数据通过数据通道
传送给管理软件，以便工作人员做出相应
的操作。
监测仪主要用于记录员工在操作
纺织机的生产过程产生的数据、产品型
号，并根据上位机的要求，将一些重要信
息发送到管理软件的数据库中。
纺织机生
产监控仪在以PIC16F946单片机为核心的
硬件平台上开发完成，其硬件电路由数据
存储模块、产量检测电路模块、开关机执
行电路模块、人机对话电路模块、RS485
通信电路模块、产量计算模块组成。
2.纺织机生产监控仪设计
纺织生产监测仪的功能设计：
纺织生产监测仪主要用于记录员工
在操作纺织机的生产过程产生的数据、产
品型号，并根据管理软件的要求，将一些
重要信息发送到管理数据库中。
该监测仪
的功能可以分为布匹的生产产量计算模
块、员工信息和生产数据的设置模块、
RS-485数据通信模块和信息存储模块与信
息显示，具体功能模块如下：
(1)布匹的生产产量计算模块
布匹的生产产量计算模块由从传感
器取到的转轴脉冲数和定时器的定时时间
两部分组成。
其计数的基本原理是，当转
轴的转速一定时，一秒钟脉冲数为定值，
一秒钟生产的布匹长度为定值，所以员工
生产的产量为每秒钟的产量累加值。
(2)员工信息和生产数据的设置模块
该模块主要完成企业员工在生产时
的信息录入并保存，包含以下几个子模
块。
1)员工号设置：用于设置该机器的使
用者，一个员工可以在多台机器上工作，
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