HFSS 微带波导转换例子
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W1
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）。
4-11
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
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）。
4-11
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