微波技术与天线实验4利用HFSS仿真分析矩形波导

1、实验 3：利用HFSS仿真分析矩形波导 矩形波导的结构（如图 1 ，在矩形波导内传播的电磁波可分为 TE模和 TM 模。图 1 矩形波导1） TE模，E 0。zm xn yH H coscose zabzj m xn yn ze E H cossinek2cbabx jmm xan ybE H sincos zkay2c mm xan ybH H mnsine zk a2xc m xn ynH H cose zk b2abyc其中，k =22 而是与激励源有关的待定常数。 m n Hcmn a b 2） TM 模H E 的边界条件同样可得无穷多个 TM TM 和TEZZ模，m, n 不能同时为

2、零，否则全部的场分量为零。TM 和TE 模具有相同的截止波数计算公式，即kckc22 n （TM ）= （TE ）= m a b f所以，它们的截止波长 和截止频率 的计算公式也是一样的，即cc2（TM ）= （TE ）=ccm2n2 a b122ff m n （TM ）= （TE ）= 2cc a b 对于给定的工作频率或波长，只有满足传播条件（f 或 Solution Type，出现 Solution Type窗口，选择 DrivenModal（如图 2 。图2（2） 设置模型单位毫米在菜单栏中点击 ModelerUnits，出现 Set ModelUnits 窗口，选择 mm，点击 （如

3、图 3图3 （3） 保存工程命名为 waveguide点击工具栏中的 ，将工程名字设为 waveguide。2、画波导点击工具栏中的 （Draw box）画矩形波导的长方体模型，在屏幕右下角出现长方体顶点信息，输入顶点坐标（0，0，0下角出现长方体尺寸信息，输入（231050 4图过程。图4在屏幕中间模型列表中的 Box1 5击 ，出现 Propoties:Project1 Name一栏的 value 由 Box1 改为 waveguide（如图 6图5图63、设置边界条件（1）选择波导的四个纵向面。通过 Editselectfaces,将鼠标设置为选择面的状态（如图 7图 7 select

4、faces界面通过按钮（旋转功能）以及 ctrl 键实现选择多个面，或者通过editselectby name（如图 8合 ctrl 键选中 face1012（如图 9图 8 select by name界面图 9 select face界面（2）将这四个面设置为理想导体边界。可以通过点击 HFSSBoundariesAssign Perfect E 实现，或者点击鼠标右键Assign Boundary Perfect E（如图 10图 10 设置 Perfect E边界条件4、设置激励源 wave port（1）选中波导的一个端口面（垂直于 z （2）点击HFSSExcitationsAss

5、ignWave portassignexcitationwave （如图 （3）另外一个端口面执行同样的操作。图 11 设置 wave port 界面5、设置求解频率（1）在菜单栏中点击 HFSSAnalysis SetupAdd Solution Setup（2）在求解设置窗口中，设置 Solution Frequency：13GHz，其它设为默认值6、计算及后处理在菜单栏中点击 HFSSAnalyze all在菜单栏中点击 HFSSFieldsPlot FieldsE，画出电场强度的幅度分布（如图 12在 Project Manager窗口中，选择 dipoleHFSSDesign1Field Overlays，点击鼠标右键AnimateOK电磁波从端口 1 向端口 2 传播的过程。图 12 波导中电场强度幅度分布点击 HFSSResultsSolution Data（如图 13在