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1、微波技术与天线实验报告实验名称： 实验3：利用HFSS仿真分析矩形波导 学生班级：学生某某：学生学号：实验日期： 2011年月 日一、 实验目的 学会HFSS仿真波导的步骤，画出波导内场分布随时间变化图，理解波的传播与截止概念；计算传播常数并与理论值比拟。二、 实验原理矩形波导的结构如图1，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，。其中，=而是与激励源有关的待定常数。2） TM模=0，由的边界条件同样可得无穷多个TM模。注意：对于和模，m, n不能同时为零，否如此全部的场分量为零。和模具有一样的截止波数计算公式，即=所以，它们的截止波长和截止频率的计算公式也是一样的
2、，即=对于给定的工作频率或波长，只有满足传播条件或Solution Type，出现Solution Type窗口，选择Driven Modal如图3，点击OK。图 3设置求解类型Solution Type窗口（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OK如图4。图 4设置模型单位Set Model Units窗口（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、画长方体，材料为真空，名字为wavguide1画长方体点击工具栏中的Drawbox画矩形波导的长方体模型，在屏幕右下角
3、出现长方体顶点信息，输入顶点坐标如图5，按回车键；屏幕右下角出现长方体尺寸信息，输入如图6，按回车键完毕画图过程。图 5长方体顶点坐标图 6长方体尺寸设置在屏幕右侧窗口显示画出的长方体；点击工具，将长方体全部显示在窗口中如图7。2设置长方体属性在屏幕中间模型列表中的Box1为画出的长方体如图，双击Box1，出现Propoties:Project1窗口，将Name一栏的value由Box1改为waveguide。3、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2。通过按钮旋转功能以与ctrl键实现选择多个面，或者通过editselectby
4、 name如图3，结合ctrl键选中face10、11、12、9如图4。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5。图2 select faces界面图3 select by name界面图4 select face界面图5 设置Perfect E边界条件4、设置激励源wave port1选中波导的一个端口面垂直于z轴的平面。2点击HFSSExcitationsAssignWave port，或者点击鼠标右键assign excitationwave po
5、rt如图6。3另外一个端口面执行同样的操作。图6 设置wave port界面5、设置求解频率1在菜单栏中点击HFSSAnalysis SetupAdd Solution Setup2在求解设置窗口中，设置Solution Frequency：13Ghz，其它设为默认值6、计算与后处理在菜单栏中点击HFSSAnalyze all9画场分布图在菜单栏中点击HFSSFieldsPlot FieldsE，画出电场强度的幅度分布如图7。在Project Manager窗口中，选择dipoleHFSSDesign1Field Overlays，点击鼠标右键AnimateOK，可以演示电场强度幅度随着时间变化情况，观察理解电磁波从端口1向端口2传播的过程。图7 波导中电场强度幅度分布10观察数据结果点击HFSSResultsSolution Data如图8，在Matrix Data项中可以查看S参数以与传播常数Gamma等参数如图9。图8 查看solution data界面图9 S参数与Gamma
微波技术与天线实验3利用HFSS仿真分析报告矩形波导
