六端口微波器件的HFSS仿真分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)

        六端口結(jié)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法是：首先手工計(jì)算，然后調(diào)節(jié)匹配元件的尺寸和位置，最后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)調(diào)整，確定它們的尺寸及最后位置。此方法費(fèi)時費(fèi)力，費(fèi)用大造價高。自上世紀(jì)70年代以來，CAD工具在微波工程領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用，它為人們提供了一種設(shè)計(jì)微波器件的新途徑。經(jīng)過多年的發(fā)展，目前國內(nèi)外已有多種微波CAD軟件，以Ansoft公司的HFSS效果較佳。Ansoft公司的HFSS V9高頻結(jié)構(gòu)仿真器(HFSS)就是其中的一種。
       Ansoft公司的HFSS是一個采用有限元法的三維電磁場仿真軟件，可以處理任意形狀的微波電路和元件結(jié)構(gòu)，并可考慮電介質(zhì)材料、磁性材料、薄膜電阻材料和有損導(dǎo)體材料。用戶通過交互式界面，可輸入高頻元件或電路的幾何結(jié)構(gòu)、材料類型、端口位置、端口特性阻抗等參數(shù)進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)。該軟件強(qiáng)大的參數(shù)化三維建模能力和高性能的圖形能力，大大節(jié)省了設(shè)計(jì)時間。本文利用HFSS對兩個H面六端口結(jié)進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)和優(yōu)化分析，匹配元件的形狀分別采用了金屬圓柱體和金屬六面體，通過調(diào)節(jié)其半徑，均達(dá)到了良好的性能。其次，仿真結(jié)果表明金屬六面體的性能優(yōu)于金屬圓柱體。另外，本文設(shè)計(jì)了一種E面六端口結(jié)，通過調(diào)節(jié)匹配金屬圓柱體的半徑，達(dá)到了E面六端口結(jié)的良好匹配和較寬的頻帶。

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