矩形波导
- Ku同轴-波导转接头带外抑制特性分析*
频端通常采用矩形波导，长、宽分别约为19mm、9.5mm，与BJ120标准矩形波导的主要参数相吻合［2］，如表1所示。根据表1建立了矩形波导仿真模型。表1 BJ120标准矩形波导主要参数表1）CST实体模型如图1（a）所示，为在CST仿真软件中建立的仿真模型，波导的背景材料为空气，且为吸收边界条件，采用时域求解器。图1（b）为仿真结果，波导管呈现高通特性。随着波导管长度的增大，反射特性变化较小，低频阻带效果逐渐变好。图1 CST中实体建模及仿真结果2）CS
舰船电子工程 2022年10期2023-01-08
- 基于径向基函数的无网格法分析非均匀左手介质填充波导
充左手介质的矩形波导和圆波导中，都发现了低于截止频率传播的后向波传播特性[3-7]。而这些奇异的电磁特性在小型化波导、后向波天线等毫米波集成电路器件中具有非常高的应用价值。近年来，具有连续变化折射率的非均匀左手介质(又称为梯度折射率左手介质)受到研究人员的广泛关注。这种新型人工介质可以改变电磁波的传播方向和传播相位，在变换光学、调整电磁波束和电磁波隐身结构设计方面具有广泛应用[8-10]。对于波导中左手介质非均匀性的精确求解，是各种毫米波和光波集成电路元器
计算机应用与软件 2022年11期2022-12-03
- 基于T 型谐振器的抗干扰矩形波导缝隙阵列天线设计
振器的抗干扰矩形波导缝隙阵列天线，在C 波段能够高效辐射，在X 波段具有较好的抗干扰能力.与传统矩形波导缝隙阵列天线相比较，本文设计天线抗干扰能力提升了32.2～69.3 dB.1 基于T 型谐振器的矩形波导分析本文通过在矩形波导下壁引入周期性的T 型谐振器来提升天线的抗干扰能力.图1 给出基于T 型谐振器的矩形波导的结构及其等效电路.如图1(a)所示，T 型谐振器由一个厚度为t、长度为l、宽度为w的薄矩形金属膜片和一个直径为D、高度为h的金属圆柱组成，两
电波科学学报 2022年5期2022-11-06
- 矩形波导中模式分类的讨论
10071)矩形波导是导波系统中重要的传输线类型之一，在电磁场与微波课程教学中，它前承以电路为基础的传输线理论，后启微波工程中特有的微带等导波元件，是课程教学中的重要内容[1-2]。在目前通用的课程教材中，对金属波导中的模式，根据电磁场的纵向分量(Ez,Hz)进行分类为：TE模式(Ez=0,Hz≠0)、TM模式(Ez≠0,Hz=0)、TEM模式(Ez=0,Hz=0)，并且指出按纵向分量分类的三种波型是最实用的[3]。然而很明显的是，按照纵向分量的取值分类，
电气电子教学学报 2022年3期2022-07-30
- 微波传播模式对增强金属表面缺陷检测能力的研究
检测。微波在矩形波导中传播时，随着传播频率的变化，矩形波导中存在不同的传播模式，本文提出TE01模和TM11模，在矩形波导中属于高次模，对缺陷有较好的检测能力。1 矩形波导中微波传播模式采用微波反射法对钢板表面缺陷进行检测，通过微波反射波的回波损耗的变化对钢板表面缺陷进行检测。通过改变传播频率及传播模式，分析不同传播模式下的检测能力，确定传播频率及传播模式对钢板表面缺陷检测的影响。钢板表面缺陷微波检测示意图如图1所示。矢量网络分析仪通过同轴线缆和矩形波导发
仪表技术与传感器 2022年6期2022-07-27
- 多层PCB 板集成式的微带转波导设计
得尤为重要。矩形波导因其损耗小、性能优的特点，在毫米波技术中的应用十分普遍，微带线则是毫米波集成电路中非常重要的传输形式，所以微带转波导结构在毫米波领域是一种非常重要的过渡结构，广泛的应用于毫米波产品的输入、输出端口，其性能直接影响整个毫米波器件性能的优劣，在毫米波器件设计过程中必须着重考虑。这就要求在使用集成芯片的微波系统中寻找一种低损耗、低成本、易加工制作的微带转波导结构，这些结构需要在不同的特性阻抗之间完成阻抗变换，使电磁波能够有效、可靠的传输。关于
电子技术与软件工程 2022年8期2022-07-08
- 钢板表面裂纹微波检测机理分析
9]通过设计矩形波导转换器检测管道轴向裂纹，使TE01模式的微波应用于远程管道检测。文献[10]将神经网络应用于微波反射波法，利用神经网络从管道谐振方程中提取输入参数，预测管壁减薄的位置、深度、长度和剖面的几何形状。文献[11-12]提出色散信号补偿方法，用于改变探头处的相位，使远距离处的反射波被检测到，对裂纹与微波探头之间的距离引起的信号衰减进行评估。文献[13-16]利用微波对金属管道壁厚减薄及管道内壁生物淤积进行检测。建立谐振条件，通过对谐振方程求解
仪表技术与传感器 2022年3期2022-04-19
- COMSOL Multiphysics软件在矩形波导课堂教学中的应用
工具，以金属矩形波导内电磁波物理性质仿真为例，设计一个带有图形用户界面（Graphical User Interface，GUI）的有限元仿真实验，该仿真实验可以清晰、真实地模拟电磁波在金属矩形波导中传播的过程，有助于学生对矩形波导部分学习内容的理解。这种有限元仿真的方法也可推广到该课程内其余内容的教学，对提升学生的学习兴趣有一定的促进作用。1 仿真系统开发金属矩形波导电磁性质仿真系统主要由矩形波导仿真计算模块和仿真GUI界面两部分组成。矩形波导仿真计算模
实验室研究与探索 2021年11期2022-01-06
- 基于并矢格林函数法的孔径缝隙激励矩形波导场研究
径缝隙激励的矩形波导辐射场问题较为方便.直角坐标系表示的矩形波导如图 1 所示，领示矢量c为z轴正向单位矢量，这样可构成两组矢量波函数M和N，分别表示矩形波导理论中的TE模和TM模.矢量波函数M和N在波导壁上满足矢量狄里克莱边界条件：n×M=0，n×N=0.这一边界条件相当于在一个纯导体表面上电场应满足的条件.矩形波导内电磁场的直角坐标系矢量波函数可取如下形式[4]71-75:1.2 波函数的正交性直角坐标系矢量波函数具有如下正交性[4]71-75：它对奇
湖州师范学院学报 2021年8期2021-10-19
- 几种格林函数方法的形成及其应用比较研究
角坐标系中对矩形波导选取z轴单位矢量作为领示矢量c，矩形波导内电磁场矢量波函数有如下形式[3,4]：图1 矩形波导(1)(2)(3)(4)2 磁型格林函数方法(5)(6)定义域为:0≤x≤a,0≤y≤b，-∞≤z≤∞.(7)假设(8)用函数Nem′n′(-h′)作为(8)式的前标积可得(9)(9)式左边积分为(10)由于径向R′位于体积V内，(10)式中面积分等于零.函数∇′×N′是对带撇变量x′，y′，z′定义的.(9)式右边积分为(11)将(10)、(
太原师范学院学报(自然科学版) 2021年3期2021-09-08
- 微波技术基础中矩形波导传输特性教学方法研究
中，电磁波在矩形波导中传播的传输特性教学研究，一般采用公式推导以及曲线图辅助方式教学，导致学生对截止波长的理解比较抽象，影响学生对波导传输的截止模式以及传输模式方面知识的掌握程度。本文针对此问题，采用HFSS软件辅助教学，直接给出不同频率下、在传输模式以及截止模式下矩形波导中电磁场的分布特性，从而使学生对传输模式、截止模式、波导波长以及截止波长等特性具有直观的了解。关键词：微波技术基础;矩形波导;截止模式;传输模式中图分类号：G434 文献标识码：A
海外文摘·学术 2021年10期2021-08-30
- 一种高效可调谐X频段检波二极管测试腔体的研制
b 分别代表矩形波导内截面的宽边和窄边，kC为矩形波导TE 波（横电波）和TEM 波（横电磁波）的截止波数，μ 为磁导率，ε 为介电常数。矩形波导通常工作在TE10模单模传输情况，这是因为TE10模容易实现单模传输，此外，当电磁波频率一定时传输TE10模的波导尺寸最小，若波导尺寸一定，则实现单模传输的频带最宽，为实现单模传输，电磁波的工作波长必须满足下述条件：λc(TE20)λc(TE01)，λ>2b。 波 导 尺 寸 满 足λ/2设计采用BJ-100 型
电子技术与软件工程 2021年11期2021-08-09
- 一种基于SIW的阶梯式太赫兹宽带传输线
出了SIW-矩形波导的垂直转换，他们在55.5～63.0 GHz的频率范围内实现了12.7%的相对带宽[6]。Jiang等在75～110 GHz范围内实现了基板集成同轴线到矩形波导的垂直转换，相对带宽达到20%[7]。然而，高频段的仪器比，如矢量网络分析仪的接口类型一直是矩形波导的形式。太赫兹低频段转换的开放性结构导致辐射损耗大、相对带宽小等问题，因此这些低频段的方法不能在高频段应用[8]。阶梯型传输线不仅能够在与信号发生器波导口有垂直错位时进行连接，也能
光学仪器 2021年3期2021-07-09
- 宽带单脊波导—同轴转换器的仿真设计
导体延伸插入矩形波导腔内，插入腔体内的探针相当于一根天线，将同轴线传输的能量经探针头部辐射出去，在波导中激励起电磁场[2]。由于波导口的一端为短路板，电磁能量只能朝着波导的另一端口进行传输，所以传输方向性比较强，直插式的分析方法主要是模式匹配思想。为了使转换接头在一个较宽的频段范围内实现良好匹配，可通过调节探针的插入深度以及半径，也可通过将插入波导内的探针头部采用渐变的方法来实现展宽频带的目的，但不规则的探针形状会使得表面电流计算变得复杂，而且容易发生击穿
南方农机 2021年11期2021-06-18
- W波段波导—微带对脊鳍线过渡结构设计
通常以标准的矩形波导作为毫米波信号的测试接口，除此之外，不同的毫米波电路器件之间的连接接口也常通过矩形波导实现级联。因此需要一种过渡结构有效地保证电磁波信号在两种传输线之间低损耗的传输转换。常见的矩形波导到微带线的过渡结构分为：微带探针过渡[1，2]、阶梯脊波导过渡和对脊鳍线过渡[3～4]。但在毫米波电路系统中，由于电路尺寸小，对加工工艺精度要求高等因素，因此，要求结构紧凑且易于加工的过渡结构。相比之下，对脊鳍线过渡结构满足上述要求。本文基于一种对脊鳍线过
科技视界 2021年12期2021-06-04
- Ku频段小型化波导旋转关节设计
寸大比例压缩矩形波导(简称“压缩波导”)进行旋转关节的电磁波传输。矩形波导常用模式变换结构可通过采用增加滤波筒[4-6]、圆环、模式变换短路块[5]、长圆形的TE11模抑制沟槽[7-8]等方法来实现。不同的模式转换结构决定了旋转关节的尺寸以及其工程化实现方式。旋转关节输入输出端口均采用压缩波导，分别对滤波筒结构、模式变换短路块结构、长圆形的TE11模抑制沟槽结构进行设计仿真验证。在采用压缩波导的前提下，文中探索研究一种小型化且易于工程化实现的矩形波导到圆波
弹箭与制导学报 2021年1期2021-04-24
- 辛时域多分辨率算法在波导结构仿真中的应用
导体柱等)，矩形波导缝隙，脊波导及其缝隙等更加复杂的结构[8]. 矩形波导是波导结构元器件中的典型代表，因此，辛时域多分辨率(symplectic multiresolution time-domain, S-MRTD)算法在矩形波导仿真中的研究，对于分析和理解其他波导结构特性时具有参考意义.1 S-MRTD算法1.1 Maxwell方程的Hamilton表示式中：E是电场强度；H是磁场强度；ε是媒质中的介电常数；µ是媒质中磁导率.将式(1)写成矩阵形式：
电波科学学报 2021年1期2021-03-15
- 基于FDTD Solutions的金属矩形波导电磁性质仿真实验
816）金属矩形波导是物理类专业的专业课“电动力学”[1-3]以及电气类、电子类和通信类专业的专业课“电磁场与电磁波”[4-6]的重要内容。金属矩形波导电磁性质的理论公式，如波导中电场和磁场分布公式、波导腔壁上电流分布公式，对于学生来说过于抽象，学生很难准确理解这些理论公式的物理内涵和物理图像。FDTD Solutions是一款基于麦克斯韦方程组求解、采用时域有限差分法[7]的电磁波仿真软件，具有图形界面直观、参数设计简单、仿真能力强大等特点，被广泛地应用
实验技术与管理 2020年11期2020-12-16
- 双激励信号驱动下矩形波导内电场特性研究
双激励信号下矩形波导模型.波导内是一个无源区，电位满足拉普拉斯方程，而外壁加有两个激励信号，故边值问题为两个奇次和两个非奇次的边界条件.直接用分离变量法求解有一定的困难.为了化解非奇次边界问题，根据电位叠加原理，我们将电位进行拆分，使之满足一个非奇次边界条件和一个奇次边界条件，最终获得其电位函数的解析表达式.对于波导内的电磁波，在静态场的基础上乘以波动因子，得到电场的解.根据麦克斯韦电磁理论，得到磁场的解，进而就可以分析激励信号下波导管内电磁场的电磁特性.
怀化学院学报 2020年5期2020-12-05
- 一种E波段耦合微带线和矩形波导转换的设计
线结构直接将矩形波导和耦合微带线进行转换，同时能够很好地抑制耦合微带线的共模。1 转换结构设计耦合微带线是由2根或多根彼此靠得很近的微带线构成的导行系统，本文使用的是2根对称放置侧边相互耦合的微带线。它有差模和共模2种模式，这2种模式可以同时在传输线上传输，但只有耦合微带线的差模是减少系统电磁兼容问题所需要的模式。耦合微带线差模和共模的电场分布如图1所示。耦合微带线差模的电场被束缚在顶层2个金属带线之间和介质板中，只有金属边缘部分电场辐射到空间中，而共模金
无线电工程 2020年12期2020-11-23
- 基于CST仿真的双脊喇叭天线设计
振辐射出去。矩形波导是波导管的一种，矩形波导中能够传输的电磁波模式一般称为TEmn（Transverse Electric）模式，即横电模式，指的是电场方向与传播方向垂直。其中m表示波导x方向的宽度与半波长的比值，n表示波导y方向的宽度与半波长的比值。如图1所示矩形波导的各种工作模式，z轴为电磁波传播方向。矩形波导管内部的主模是TE10模，也叫横电波模式。这种模式的传播方向是沿着z轴方向的，其电场分量垂直于电磁波的传播方向，并且平行于矩形波导的y轴方向，电
环境技术 2020年5期2020-11-18
- 双路微波耦合反应腔的等离子体发射光谱分析
的侧面馈入，矩形波导(86.4 mm×43.2 mm)的窄边与反应腔的轴向平行。外径为50 mm厚度为2 mm的石英管置于圆柱型反应腔内，两路矩形波导的距离L和反应腔的长度H可调。反应腔侧壁上开设观测小孔，小孔孔径4 mm，孔距6 mm，如图1所示。图1 反应腔结构图Fig.1 Structure diagram of the reaction chamber仿真计算基于Maxwell方程组的微分形式，结合初始条件和边界条件对反应腔模型求解。等离子体密度(
光谱学与光谱分析 2020年11期2020-11-04
- 一种基片集成波导-微带过渡器的仿真设计
导可以等效成矩形波导，近年来国内外学者纷纷采用基片集成波导设计功分器、滤波器、双工器、定向耦合器和天线等多种微波毫米波电路[2]。基片集成波导-微带过渡器在微波集成电路中主要应用于两个方面。一方面是器件间的互连，在电路中不一定完全由基片集成波导（SIW）结构构成[2]，而大部分器件是由微带线设计的。为了方便基片集成波导与其他形式的电路集成，需要设计一种高性能、结构简单、易于加工的过渡转换的结构。另一方面，通常微波器件的测试在Ka波段以下常采用同轴电缆测试，
通信电源技术 2020年10期2020-08-19
- 无限长矩形波导中二能级原子的自发辐射
近似研究了矩形波导中二能级原子的自发辐射特性[6-11]。尽管波导量子电动力学的研究取得了一些显著的研究成果，但我们发现大多研究者基于具有线性色散关系的一维理想波导系统。而实际波导的非线性色散特性会诱导波导与原子耦合系统出现本征束缚态，会极大影响波导中原子的长时动力学行为[12-14]，这在量子存储方面具有潜在的应用价值。因此，研究由波导系统非线性色散诱导的束缚态及其量子效应成为该领域另一个亟不可待的科学问题。本文将以无限长矩形波导与二能级原子耦合系统为
衡阳师范学院学报 2020年6期2020-05-17
- 基于COMSOL Multiphysics矩形波导磁场分布研究
仿真方法。以矩形波导中电磁波传播为例，理论推导出矩形波导内部磁场分布和及其传输参数，并应用软件仿真了波导内部磁场分布情况。二者结果符合预期，并高度一致，表明了COMSOL Multiphysics软件在电磁工程领域的可行性及合理性。【关键词】电磁仿真;矩形波导;磁场分布;COMSOL Multiphysics软件中图分类号： O441.4-4;G642 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）24-0001-002DOI：10.1969
科技视界 2019年24期2019-09-28
- 非互易旋电材料硅基矩形波导的色散特性研究*
材料的非互易矩形波导进行讨论,研究在外磁场作用下表面磁等离子体激元在旋电材料矩形波导中非互易传播的特性.利用有效折射率法[21]推导矩形波导中导模的色散方程,通过数值计算分析矩形波导结构及材料参数的改变对其非互易色散关系、时延特性的影响.2 非互易矩形波导结构及色散方程2.1 波导结构与旋电材料介电张量光通信C波段旋电材料的矩形波导结构的截面如图1所示,该波导由电介质层(Si)、光通信C波段旋电半导体层(gyroelectric semiconductor
物理学报 2019年15期2019-09-04
- 利用Matlab PDETOOL提升微波技术基础教学质量
。【关键词】矩形波导;Matlab;模场分布;对称性中图分类号： TF19文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）19-0013-002DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.19.0050 引言《微波技术基础》是物理、电子和通信类专业的一门重要学科基础课，是后续学习现代无线和移动通信技术、射频电路设计、卫星定位、宇航技术、网络优化、电磁兼容等前沿科学的基础[1]。波导是最重要的基本微波元器件之一，
科技视界 2019年19期2019-08-29
- 微波射频器件矩形波导中的场分析及维护建议∗
为圆形波导和矩形波导。超高频电磁波在波导内传输的衰减很小，很适合传输雷达电磁波。波导是刚性元件，为方便安装，生产加工成了各种类型的样式，统称为波导元件。常用的波导元件有直波导、宽边弯波导、窄边弯波导、扭波导及旋转接头等［1～2，8］。矩形波导模型如图1所示。图1 矩形波导模型2 矩形波导中电磁场分布的理论分析首先对矩形波导中电磁场的分布建立数学模型。建立直角坐标系。为简单，把坐标系的z轴选作波导的轴线方向，这样波导的横截面解释XOY平面，同时做以下假设：波
舰船电子工程 2018年12期2019-01-03
- 基于Mathematica可视化矩形波导的电磁波*
意义.以理想矩形波导为例，从电磁场的麦克斯韦方程组出发，代入边界条件，可以获得波导内部电磁场关于空间、时间的函数方程，简称场方程.通过场方程理解电磁场分布比较抽象，对此文献[1]介绍了一种基于Matlab矩形波导的TE10模时变电磁场三维动态演示，方便了对电磁波传播特性的理解，但缺少对波导截止情形的讨论，同时演示结果中缺少适当的定量关系.文献[2]基于软件HFSS实现了矩形波导电场分布仿真，利用颜色色度的变化表示波导内电场密度的变化.文献[3]给出了TE1
物理通报 2018年11期2018-11-06
- 矩形双脊波导传输特性研究
较好地克服了矩形波导传输电磁波信号时特性阻抗大[3]、截止频率高、带宽窄的缺陷[4-5]，且能够多模传输[6]，因此随后脊波导在微波和毫米波器件中得到快速普及[7-8]。这些微波、毫米波器件包括宽带传输测试系统，宽带脊波导滤波器[9]，微波导管中的变频器、移相器，低阻抗负载匹配时的波导过渡以及定向耦合器、双工器[10-11]、脊波导缝隙天线以及功率分配器(简称功分器)等[12]。功分器已经广泛应用于相控阵雷达、天线馈线系统以及功率放大器等微波设备中。分析脊
济南大学学报（自然科学版） 2018年6期2018-11-06
- W波段波导到微带探针过渡设计
分析微带线到矩形波导的过渡问题实际上是波型变换和阻抗匹配问题。矩形波导中工作主模是TE10模，微带线中的主模是TEM模，虽然两者的工作模式不同，但作为传输线，它们的电压和电流的定义是相容的，因此可以把复杂的场匹配问题简化为传输线的匹配问题。图1波导到微带的E面探针过渡及其等效传输线模型图1左是E面探针过渡结构，图1右是过渡结构的传输线模型。探针顶端开路，电场最强，与波导场的耦合方式主要是电耦合，因此可以简化为串联电容C。Zm为微带线特性阻抗，一般为 50Ω
新生代 2018年15期2018-11-02
- 60GHZ的e形槽形基片集成波导天线
种适用于解决矩形波导中出现的问题的技术，用于实现毫米波应用。SIW是一种类似波导的结构，由上下金属面以及连接上、下表层的两排金属孔组成，金属通孔与介质的上下金属表面形成能传播准TE模型的矩形结构腔体。由于其简单的设计，印刷电路板工艺(PCB)或其他平面加工技术被用于制造。SIW的主要优点是具有主动元器件、被动元器件和天线的平面集成。由于缝隙天线地剖面、易于与平面电路集成以及更好的与馈电网络隔离，使得被广泛应用于无线通信系统中。一种简单的背衬腔缝隙天线也称为
新生代 2018年15期2018-11-02
- 全腔输出相对论磁控管输出模式转换结构的理论设计和数值模拟∗
形输出波导,矩形波导横截面长边分别与扇形波导横截面的内外圆弧相切,短边过外圆弧的两个端点.2 AS相对论磁控管基本结构本文采用文献[16]中优化的AS相对论磁控管作为研究对象,并在此基础上进行输出转换结构的理论设计和数值模拟.数值模拟运用了三维全电磁粒子模拟程序来实现.AS相对论磁控管利用半透明阴极产生和发射电子束,采用全腔耦合输出结构提取和输出微波,其中波束互作用区和微波输出区的横向X-Y截面如图1(a)和图1(b)所示,纵向Z-X截面如图1(c)所示,
物理学报 2018年18期2018-10-26
- 电感膜片对矩形波导滤波器散射参数的影响
组电感膜片的矩形波导滤波器的转移参量。用Matlab 编程计算发现内置膜片的宽度会影响散射参数的相位和振幅，而膜片放置的位置对散射参数没有影响。并借助三维电磁场仿真软件Ansoft HFSS建模分析，对比发现等效电路理论计算结果与软件仿真的结果相符。【关键词】：电感膜片 矩形波导 转移矩阵 散射参数引言速调管的瞬时工作带宽对提高通信、雷达和电子对抗等微波电子系统的抗干扰性能十分重要。它由群聚段的带宽和输出段的带宽两部分决定，而展宽输出段的带宽是实现宽带速调
新生代·下半月 2018年10期2018-10-20
- 基于毫米波检测的CFRP冲击损伤可视化定量评估*
究本文建立了矩形波导探头的全尺寸有限元仿真模型，如图1所示。矩形波导探头[12]用于激发和接收一定频段的毫米波，其结构包括SMA接口和矩形波导管，具体尺寸参数为探针半径r为0.64 mm，探针长度l1为17 mm，管壁内径R为2.05 mm,管壁厚d为0.6 mm,管壁长l2为8 mm。其中，SMA接口填充物为聚四氟乙烯(polytetrafluoro-ethylent,PTFE)，矩形波导管填充物为空气。探头工作频段为X波段(8.2～12.4 GHz)，
传感器与微系统 2018年10期2018-09-27
- 过模同轴-2路矩形波导功分器的设计与实验
对同轴波导到矩形波导的功分器已开展了相关研究.Bialkowski等提出的1分N路功分器[9],微波由同轴输入后经过径向线结构的过渡,再由N路矩形波导输出,该功分器的内部结构采用介质固定,影响了功率容量的提高.余川等研究了一种同轴TEM-矩形TE10模式变换器[10],可实现2/4路矩形波导输出,同轴波导内导体贯穿了矩形波导的上表面,形成了一个短路壁,用于调节匹配,该结构不需要引入介质进行固定,适用于高功率微波应用,但该结构的入口同轴波导为非过模同轴波导,
西南交通大学学报 2018年2期2018-04-11
- 一种紧凑型的宽频带单脊波导功分器
脊波导-标准矩形波导转换器件，采用多级阶梯匹配的形式使转换器件的阻抗带宽与T型结保持一致。利用高频仿真软件HFSS进行仿真优化，结果显示该功分器在25~40 GHz频率范围内，回波损耗小于–20 dB，信号波动优于0.04 dB，相对带宽为46.2%，实际内部尺寸比标准波导功分器减少38%。该单脊波导功分器具有低损耗、小型化和宽频带的优点，可以广泛应用于雷达、天线以及功率放大器等微波设备。小型化；宽频带；脊波导；功分器；T型结；转换器功分器是一种重要的微波
电子元件与材料 2018年2期2018-02-08
- 带有截缝的矩形波导内TEM波的场结构及其特性阻抗
）带有截缝的矩形波导内TEM波的场结构及其特性阻抗王福谦（长治学院 电子信息与物理系，山西 长治 046011）通过求解拉普拉斯方程，研究带有截缝的矩形波导内TEM波的场结构，利用软件HFSS进行结构仿真，绘制出该波导横截面及内部TEM波的场结构图，并计算其特性阻抗。带有截缝的矩形波导；拉普拉斯方程；TEM波；HFSS；结构仿真；特性阻抗矩形波导是横截面为矩形的金属波导管，关于该波导中TE10模的电磁场结构及传输特性，有关文献[1-2]中已作了论述。但对于
长治学院学报 2017年5期2018-01-05
- 基于复模式匹配的半矢量硅基光波导模式求解方法
匹配方法的类矩形波导模式求解方法，利用一维复模式求解和复模式匹配方法，求解包括矩形波导在内的任何类矩形波导的电磁场分布和有效折射率。首先在波导一个维度进行差分离散，得到一维复模式分布，在另一个维度利用波导的边界条件和电磁场在波导内的奇偶分布特性得到解析关系，最后通过求解特征矩阵得到类矩形波导中电磁场的分布。与传统方法相比，利用复模式匹配方法求解类矩形波导中的模场具有计算精度高，适用范围广等优点。关键词： 矩形波导；复模式匹配；半矢量Abstract： In
中兴通讯技术 2017年5期2017-10-21
- 矩形波导TE10模场分布可视化教学研究
38000)矩形波导TE10模场分布可视化教学研究余建立， 刘双兵(巢湖学院 机械与电子工程学院， 安徽 巢湖 238000)本文利用Matlab软件的图形技术对矩形波导中的TE10模的电磁场与管壁电流场的分布进行了动态仿真，将抽象的电磁场概念形象化、可视化，仿真结果与理论相符，这有利于学生理解抽象的电磁场在有界空间中传播的问题，提高学生学习兴趣，也可弥补电磁场与电磁波课程实验中的不足。电磁场；矩形波导；GUI；TE10模0 引言“电磁场与电磁波”是电子信
电气电子教学学报 2017年4期2017-09-08
- 一种宽频带低插损的波导-微带转换器的设计
形式，一种是矩形波导，另一种是微带传输线。微波收发组件的端口和天线的端口常常采用波导形式；微带传输线是微波固态电路中的主要传输形式，因具有体积小、重量轻、使用频带宽、可靠性高和制造成本低等优点而广泛应用；如何在二者之间实现低损耗过渡转换就显得尤为重要。工程应用中，常见的波导-微带过渡转换技术有三种，分别为探针过渡、脊波导过渡和槽线过渡。本文研究的是第一种过渡转换技术，将微带传输线延伸插入到波导腔内，形成探针，矩形波导腔内的能量耦合到探针上，从而实现两种微波
制导与引信 2017年1期2017-06-15
- S+X双频旋转关节设计与仿真
法。重点研究矩形波导TE10转化成为同轴线中TEM模式的方法。设计X频段旋转关节工作模式，X频段旋转关节的尺寸选取，X频段旋转关节耦合激励部分的设计与计算，包括对TM01模式的分析，关节单模式工作方式以及对不需要的工作模式的抑制及消除方法。重点研究矩形波导TE10转化成为圆波导TM01模式的方法。扼流槽的选型，整体关节的电气性能的计算，其中包括对关节驻波、损耗以及功率容量的计算。1.2 设计方案对于同时工作在S与X频段的双通道射频信号旋转关节，在通路的布局
计算机测量与控制 2016年12期2017-01-16
- 介质折射率对矩形波导有效折射率的影响
介质折射率对矩形波导有效折射率的影响潘继环， 张元文(河池学院物理与机电工程学院， 广西宜州546300)基于电磁波动理论，通过马卡梯里法近似求解矩形波导模式特征方程，研究介质折射率对矩形波导有效折射率的影响。结果表明：无论模阶数取何值，矩形波导有效折射率随芯层折射率的增大而增大，随包层折射率的增大而减小；当芯层与包层折射率比保持不变时，随介质折射率的增大而增大；当孔径数值变大到某一数值，有效折射率均出现简并现象。这些影响规律对矩形波导的实际应用具有一定的
河池学院学报 2016年2期2016-09-02
- 一种矩形波导空间功率合成器的设计
00)一种矩形波导空间功率合成器的设计安士全1，张洪川2，张瑞1 (1.中国电子科技集团公司第三十八研究所，安徽合肥230088; 2.扬州蓝剑电子系统工程有限公司，江苏扬州225000)摘要:介绍了矩形波导空间功率合成技术的工作原理，利用小反射理论和谱域法原理，结合微波仿真软件，对渐变鳍线过渡电路进行了优化设计，使工作频率带宽和合成效率得到了有效提高。在X波段实现了双对极鳍线的空间功率合成系统，在相对带宽大于25%的宽带范围内得到的合成效率大于70%，
雷达与对抗 2015年1期2016-01-23
- 一种低损耗波导高通滤波器的设计方法
计方法。1 矩形波导的低频截止特性消失波［4］又称为凋落波、衰减波，是电磁波传播的一种现象，其特点是电磁波振幅沿某个空间方向按指数规律迅速下降，而且相位无变化，消失波就是截止频率以下的电磁波在金属壁波导传播的一种状态。齐次Helmholtz方程对于分析电磁波在波导中的传播具有重要意义，对矩形波导采用分离变量法求解第二类齐次边界条件下的Helmholtz方程，波导内部电磁波沿z轴以系数为α的e－∝指数衰减，波导是截止频率为fc的高通滤波器，因此当频率低于其截
电子科技 2015年6期2015-12-20
- 芯层宽度对矩形波导有效折射率的影响
0)0 引言矩形波导是条形波导中最常见的也是最基本的波导结构，通常是由金属材料(铜、铝等)制成矩形截面、内部填充空气介质的金属波导[1－3]。而矩形波导在传导电磁波的过程中具有损耗低、电磁屏蔽性能好等优点，在微波通信设备领域有着非常广泛而巨大的应用价值，如在通信传输线平面集成化、小型化等方面具有重要的应用[1－12]，近年来有关波导的研究一直是各国物理学者研究的热点之一。通过查询相关文献资料发现，对于一维结构的条形平板波导已经有很多的研究报道[4－12]，
河池学院学报 2015年5期2015-10-10
- 变形矩形波导的传输特性研究
099）变形矩形波导的传输特性研究苏向斌,薛红 （渭南师范学院物理与电气工程学院,陕西渭南714099）摘要：根据Maxwel l方程组和矩形波导的边际条件解出矩形波导中电磁波的空间传输表达式，分析讨论减少矩形波导高度时通过狭窄通道电磁波的传输性质。绘制了ENZ通道的传输系数在矩形波导发生几何变形条件下随频率的变化曲线。关键词：矩形波导；传输系数；反射系数1 引言波导是一种用来约束或引导电磁波传输的结构。尽管存在很多不同形式的波导，而且新的形式还不断涌现，
山东工业技术 2015年1期2015-07-26
- EHF波段波导微带探针过渡结构研究
电路和系统中矩形波导为常用传输线。随着毫米波技术的发展，毫米波混合集成电路与单片集成电路广泛应用，微带线作为连接 MMIC的传输线，成为重要的传输媒介。因而研制结构简单、插入插损低的波导－微带过渡结构是工程中重要的问题［2］。常用的波导与微带转换有矩形波导－脊波导－微带过渡［3］、矩形波导 －对脊鳍线 －微带线过渡［4］、波导－同轴探针 －微带过渡［5］和波导 －微带探针过渡［6，7］等。其中，矩形波导－脊波导 －微带过渡加工复杂，损耗大;矩形波导－对脊鳍
无线电工程 2014年8期2014-10-18
- 单轴各向异性左手介质填充波导截止特性的FDTD分析*
左手介质填充矩形波导的传输特性；文献[7]用场分量匹配法分析了各向同性左手介质加载矩形波导的场特性；文献[8]用FDTD法分析了各向同性左手介质填充矩形波导的截止频率.但截至目前，尚未见到用FDTD法分析单轴各向异性左手介质填充波导的相关研究，本文用FDTD法分析了该填充波导的截止特性.1 单轴各向异性左手介质问题的二维FDTD差分公式设单轴各向异性介质的光轴为y轴，介电常数与磁导率张量可以表示为(1)(2)式中：εy、μy、ε⊥、μ⊥、分别为平行及垂直光
云南师范大学学报（自然科学版） 2014年2期2014-08-02
- GIS金属环小孔外UHF信号特征的研究
1.2 理想矩形波导结构金属环小孔的截面接近于矩形，因此可以尝试用矩形波导理论对UHF 电磁波在其中传播时的电磁场结构进行分析。根据导行电磁波理论［13］，理想的矩形波导由无限长的直角矩形横截面的金属管构成，波导内壁为理想导体，波导内充满了均匀、线性、各向同性的理想介质。如图3 所示。图3 矩形波导示意图Fig.3 Rectangle waveguide在图3 中建立三维空间直角坐标系，以矩形波导侧棱上的一点为坐标原点，X 方向与矩形波导横截面的长边平行，
华北电力大学学报(自然科学版) 2014年1期2014-07-26
- BJ84矩形波导温升有限元仿真
出了BJ84矩形波导在传导频率为10 GHz的连续波、传输的平均功率容量为2 019 W时，其温升为41℃，峰值功率为1.547 MW，允许功率为516 k W。因此，在BJ84矩形波导传导高于2 019 W的10 GHz的连续波时，应该有一极限值使得BJ84矩形波导既不会被击穿，也不会因波导损耗引起的温升过高而导致其不能使用（过高的温度会使得波导的机械性能大大降低而损坏，或者使得波导附近的电子设备环境温度超标等等）。基于以上分析，本文利用FEM仿真软件对
机械工程与自动化 2014年3期2014-05-07
- 有限元软件HFSS在电磁场教学改革中的应用
73000）矩形波导的特性是电磁场研究的经典内容。然而，由于麦克斯韦方程的复杂性和抽象性，波导的特性难以被学生快速接受。有限元分析软件HFSS可以计算波导的阻抗、损耗等特性，并能够将电磁波在波导内的传输过程以动画形式表现出来。论文将HFSS软件的仿真应用于波导教学，直观、形象，取得了较好的效果。电磁场；波导；有限元；HFSS1 引言电磁场的教学向来是高校电子类专业教学改革的重点和难点。在电磁场理论中，波导的特性和模式分布是重要的教学内容，学生们普遍认为学习
教育教学论坛 2014年35期2014-02-24
- 基于电谐振单元的超介质吸波材料及矩形波导匹配终端应用研究*
]提出了可在矩形波导里测试小尺寸的超介质吸波材料,这种测试方法所需测试样品尺寸小,测试系统仅需一个波导同轴转换器以及矩形波导短路器.其缺点为不能测试超介质吸波材料在不同入射角和极化角情况下的吸波特性.但是,对于某些特定的应用环境,如本文要讨论的矩形波导匹配终端,采用矩形波导测试方法将具有其重要的研究价值.本文采用矩形波导测试方法,实验研究4种基于电谐振单元的超介质吸波材料的吸波性能,并分析将其作为矩形波导匹配终端时的各种指标特性.2 基于电谐振单元的超介质
物理学报 2013年8期2013-09-27
- 某自行高炮波导缝隙天线仿真研究
Hz的4单元矩形波导缝隙天线，仿真结果表明该方法比较有效。1 缝隙天线理论基础缝隙天线是开在薄金属板上的开槽天线，根据巴俾涅原理，金属板上的缝隙天线可用一个互补(对偶)的偶极子天线来分析。因此运用偶极子代替缝隙将得到缝隙天线的辐射场[1]。缝隙天线及其互补的偶极子如图1所示。若在缝隙中心处加上电压源V0，则在缝隙口面就形成垂直于长边的电场分布Es(Z)，口面电场近似为正弦分布。(1)式中：Esm=V0/W,W为缝隙宽度；l为缝隙长度；β为波导内基模的传播矢
火炮发射与控制学报 2012年1期2012-11-22
- 基于高阻抗表面材料电磁特性的矩形波导
为一壁构建一矩形波导。此波导不但可以很好地实现电磁波的定向传播，而且克服了传统波导谐振条件对波导尺寸的限制。1 高阻抗表面材料的分析模型在亚波长极限条件下，高阻抗表面一般采用Sievenpiper等[5]构建的等效 LC电路模型进行分析，但是，等效回路模型只适合分析比较简单的结构，处理比较复杂的体系较困难，且不利于分析体系真正的物理实质。在高阻抗表面材料中，具有上层表面的周期性金属微结构并不只局限于“蘑菇状”的金属方块，也可以是“窗花状”结构[6]、“十字
中南大学学报（自然科学版） 2012年10期2012-09-17
- 基于Ansoft HFSS的矩形波导可视化教学
[5，6]。矩形波导中波的传输特性是研究电磁波导行传输的典型问题，也是微波技术教学中的重点和难点之一。由于涉及到场理论，学生学习起来比较困难。尽管可以通过分离变量法直接求解亥姆霍兹方程，导出导波场的解析表达式，但场解的数学形式复杂，学生不易真正掌握概念和规律。本文基于HFSS软件仿真实现矩形波导传输特性的可视化教学，将抽象的概念具体化，在教学过程中提高了学生的学习效率。1 矩形波导中电磁场分布仿真矩形波导是截面为矩形的金属波导管，其HFSS仿真模型如图1所
电气电子教学学报 2012年3期2012-06-21
- 单层平面基片集成波导双通带滤波器的仿真研究
波导具有类似矩形波导的传输特性，因而通常借鉴矩形波导器件的设计理论和方法进行SIW 器件的而优化和设计。一般先设计波导结构的滤波器，然后借助等效公式过渡到SIW 结构，再经简单修正即可得到满足要求的SIW 器件。2.1 矩形波导双通带滤波器的设计所以基于该耦合矩阵，首先实现普通波导结构的双通带滤波器，选用Rogers5880 介质为矩形波导内填充介质，介电常数为2. 2，损耗角正切为0.0009，波导厚度为0.78 mm。利用普通耦合谐振腔滤波器的设计方法
中国电子科学研究院学报 2012年3期2012-06-10
- 滤波筒式圆波导旋转关节的设计
入输出接口是矩形波导，转动部分的传输线是圆波导，圆波导直径大于矩形波导的宽边尺寸，矩形波导与圆波导相互垂直，构成了矩-圆波导垂直过渡，在垂直过渡的圆波导两端各有一段圆波导滤波筒，此类旋转关节我们称之为滤波筒式圆波导旋转关节，其外形结构形式如图1所示。图1 滤波筒式圆波导旋转关节的外形结构示意图这种滤波筒式圆波导旋转关节的主要优点是低损耗、旋转相位稳定和耐高功率，特别是在平均功率很大的情况下，此类旋转关节因为损耗而产生的热量，可以很容易的传导到金属外壳，并可
火控雷达技术 2012年4期2012-04-14
- 一种可用于卫星和空间的微波滤波器
式波,是基于矩形波导的一个变形,又有单脊、双脊和多脊之分[4-5]。单脊波导的结构模型如图1所示。矩形波导可以阻断其截止频率以下的电磁波并使其截止频率以上的电磁波通过,即矩形波导导模的截止波长λc大于工作波长λ时才可以传输,凸缘波导作为矩形波导的一个变形同样具有此特性。利用凸缘波导这一截止特性可以实现高通滤波的功能。矩形波导的主模是TE10模,同时还存在TE20等其他高次模。一般希望只传输一种模,因为多模的存在会造成较大的能量损耗和信号的失真。由于脊棱的边
无线电工程 2011年6期2011-06-14
- 微波热致超声成像系统天线设计
和BJ-22矩形波导进行微波热致超声信号对比实验,比较分析结果表明:该设计可有效地改善微波能量辐射的均匀性,对设计更高效的微波脉冲馈源提供了重要参考。微波脉冲;波导;热声信号;热声成像1.引 言当较短的微波脉冲照射到生物组织上时,生物组织将吸收到的微波能量转化为热能[3];由于脉冲持续时间的短暂以及组织不均匀性导致的温度差,在组织内部引起热膨胀,进而产生了携带有生物组织吸收微波能量特性信息的超声波[2]。通过超声传感器检获这些超声信号[3],就可以对生物组
电波科学学报 2010年3期2010-11-04