如何計(jì)算二端口網(wǎng)絡(luò)的Z參數(shù)、Beta曲線、Alpha曲線

來源：edatop 更新時間：2024-09-01 閱讀：

最近論壇中經(jīng)常有網(wǎng)友問到如何計(jì)算微帶線的相位常數(shù)Beta隨頻率變化衰減常數(shù)Alpha隨頻率變化的曲線
特此發(fā)帖，旨在回答各位網(wǎng)友的問題：
前提：此貼不討論E求解器中仿真慢波結(jié)構(gòu)的布里淵圖的過程，如果網(wǎng)友有關(guān)此方面的問題再單獨(dú)討論。
1. 采用在線算例的發(fā)卡濾波器 Hairpin-filter作為說明，Marcos→Construct→Online→Hairpin filter

2. 仿真得到S參數(shù)后，點(diǎn)擊Post-processing選項(xiàng)卡下的S-parameters Calculations按鈕，得到Z參數(shù)矩陣（也可以通過后處理中 S-parameter→Z parameter得到）

3. 在Marcos由Z參數(shù)計(jì)算出 A B C D 矩陣以及 Beta 和Alpha參數(shù)

4. 最后的的Alpha參數(shù)曲線：

Mission Complete

非常感謝，我這就去試試！

自己嘗試了一下，現(xiàn)在有幾個疑問提出來，這里向小編請教，也希望大家討論下。
第一，alpha又叫衰減常數(shù)，是波失的虛部，應(yīng)該表征著電磁波傳播過程中的損耗，這點(diǎn)沒問題，只是我想問問這里計(jì)算出來的alpha是包含了全部的損耗（介質(zhì)損耗，導(dǎo)體損耗，輻射損耗）嗎?還有我們常常把S11和S12說成回波損耗和插入損耗，那么這個時候計(jì)算出來的alpha有沒有也包含這個?
第二，這個結(jié)構(gòu)小編說是在線算例的，我怎么沒有找到，能把模型共享一下嘛?
第三，小編在貼中提到了布里淵圖，我想問問，如果用此法計(jì)算出來的beta-f曲線和在本征模里面計(jì)算慢波的布里淵圖f-beta（或者k）有何區(qū)別?（原諒我對這兩個東西一直搞不明白，什么布里淵圖啊、色散曲線啊，結(jié)構(gòu)的色散啊，材料的色散啊，oh my god ，這些一直東西在我腦子里攪漿糊）

這么好的帖子不能沉了啊！頂起來……

不懂，幫頂。

繼續(xù)學(xué)習(xí)。

此帖極優(yōu)啊！

很久沒上論壇看了，清理下以前遺留的問題：
1. alpha是衰減常數(shù) 這里一般指的是介質(zhì)損耗；導(dǎo)體損耗實(shí)際也是介質(zhì)損耗，只不過在導(dǎo)體中的位移電流可以忽略罷了，而輻射損耗這個則是在天線中的概念，不能混為一談
2,. 對于cst2013版本而言這個算例在marcos 箭頭 online 選項(xiàng)卡中
3,. 布里淵圖描述的就是電磁波的色散特性：即不同頻率下的電磁波的傳播特性

布里淵圖不是用這個求解器得到的，是要用本征模求解器，從字面上看，可以認(rèn)為是結(jié)構(gòu)色散
和材料色散不是一個概念，因?yàn)椴祭餃Y圖要涉及beta，也就是相移的參量

那如果要考察輻射損耗該怎么辦?我微帶結(jié)構(gòu)的波導(dǎo)，在傳輸?shù)倪^程中肯定有輻射出去的能量，應(yīng)該怎么考察這部分損耗呢?

結(jié)果中的Power radiated 可以直接看

我來學(xué)習(xí)

按照上述方法計(jì)算了一個標(biāo)準(zhǔn)X波段波導(dǎo)（22.86*10.16mm）的beta，理論上beta=2*pi/lambdag, 其中l(wèi)ambdag=lambda/sqrt(1-(lambda/lambdac)^2)，lambdac=2a; fc=300/(2*22.86)=6.562GHz, 兩者對比見圖3，差距太大了。這樣的計(jì)算結(jié)果你們敢相信么?考慮到截止頻率和高次模出現(xiàn)會導(dǎo)致計(jì)算的不準(zhǔn)確，又單獨(dú)對8-12GHz范圍進(jìn)行了計(jì)算，如圖3所示，這次的曲線貌似比較正常，但是只有在10GHz左右的某個頻點(diǎn)上時準(zhǔn)確。這個可能跟波導(dǎo)的色散效應(yīng)有關(guān)，即計(jì)算Beta不能用時域求解器。
為了證明仿真沒有問題，仿真得到的S參數(shù)跟模型一并上傳。
其中1）用的時域求解器；2）計(jì)算ABCD-Zc-Beta-Alpha的時候需要事先制定TL的長度，我用的是默認(rèn)的0.01m。