设计报告HT矩形波导功分器.docx

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设计报告HT矩形波导功分器

班级：

通信13-2

姓名：

王景远

学号：

1306030220

成绩：

电子与信息工程学院

信息与通信工程系

一、报告要求

1.设计波导H-T型接头（功分器）

2.两端口功率比1：

2

3.工作在10GHz

4.利用HFSS或其他软件进行仿真分析

注：

此设计参考《HFSS电磁仿真设计应用详解_李明洋》里面第二章第十章例程与H—T型2:

1功率分配器和同轴馈电矩形天线设计一致。

真正的学习不是盲目模仿，而是消化吸收，做的不仅仅是报告。

二、设计依据

图1

设计理论依据：

端口1是信号输入端口，端口2和端口3是信号输出端口。

正对着端口1一侧的波导壁上凹进去一块，相当于放置了一个隔片，通过改变隔片的位置可以改变端口1到端口2和端口3的传输功率以及端口1的反射功率。

设计时可以先把隔片的位置设计到中央，观察在8～10GHz的工作频段内，波导3个端口的S参数随着频率变化的关系曲线，同时分析查看在10GHz时波导表面的电场分布。

然后利用HFSS的参数扫描分析功能分析在10GHz处，波导3个端口的S参数随着隔片位置变量Offset变化的关系曲线，使用HFSS的优化设计功能，求解出当端口3的输出功率是端口2的输出功率的两倍时隔片所在的位置。

三．结构模型

图2功分器结构

模型参数设置：

此模型有三个小长方体组合而成中间有一隔片

长方体参数：

dx2dy0.9dz0.4单位in

材料真空

隔片尺寸Xsize0.45Ysize0.1Zsize0.4单位in

Y轴位置0.093in（优化后功分比2:

1时）

四．相关报告数据分析

图3S参数幅度随频率变化的曲线

图4隔片在中间位置时表面场流动分布（平均分）

图5隔片偏离中间某一位置时表面场流动分布（全反射）

图6隔片偏离中间某一位置时表面场流动分布（一端输出）

图7优化求解功分比2:

1时表面场流动分布

最终优化结果：

图8

图9

五．具体设计步骤

1、新建工程及工程设置

a．新建工程

b．设置求解类型

c．设置模型长度单位in

图10

2、设计建模

a.创建小长方体

b.设置激励端口面

c.复制2个小长方体

d.Uinte三个小长方体组合

e.创建隔片

f.Tee中减去隔片Subtract

图11

图12

图13

图14

模型如下：

图15

3、求解设置

a.SolutionFrequency项输入10，默认单位为GHz，其他项都保持默认设置不变

图16

b.扫频设置

图17

4、设计检查和运行仿真计算

图18

5、分析隔片位置和各端口功率之间的关系

a．添加参数扫描分析项

b．运行参数扫描分析

c．查看分析结果

图19

6、根据6中参数优化隔片位置并求解

求解功率比2:

1时隔片位置

六．设计总结及体会

在许多题目中选择这个确实是个缘分，不过这个题目带来了很多未知的探索和迷茫，要设计功分器首先要知道和熟悉功分器的设计原理，由于自己在微波技术与天线的前4章还学习的很好，对很多概念还能看懂，受到《HFSS电磁仿真设计应用详解》书中T型波导的启发，根据书上的相关步骤，首先总体把握设计流程，根据设计流程，和设计细节一步一步耐心地做，设计的过程中虽然也遇到了一些警告和错误但是最后经过有道词典和XX和自己的分析终于排除所有错误完成了整个设计流程。

另外对H-T型接头有了更深的了解，H-T分支是在主波导窄边面上的分支,其轴线平行于主波导TE10模的磁场方向,其结构及等效电路如下图所示,可见H-T分支相当于并联于主波导的分支线。

七．相关参考资料出处

[1]网上资料：

XX文库

[2]HFSS中文使用手册[M].人民邮电出版社2010

[3]HFSS电磁仿真设计应用详解李明洋