版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领
文档简介
电磁工程设计与仿真第三章微波无源器件
设计、仿真与优化主要内容3.2波导T接头的仿真3.1波导T接头的原理3.3波导T接头的优化3.4波导魔T的仿真3.1波导T接头的原理一、功分器的基本特性功率分配器(功分器)是无源三端口器件.特性:所有端口都匹配的三端口无耗互易网络是不可能的。三个条件任意一个条件放宽,则可以实现:若三端口网络非互易,则所有端口可匹配,并无耗。若无耗互易的三端口网络只有两个端口匹配,可实现。若三端口网络有耗,则该网络互易,全部端口可匹配。二、波导H-T,E-T3臂:H壁1,2臂:平分臂分支在主波导TE10磁场(H)平面内,因此称H-T1.波导H-T功率分配功能:1233臂自身有反射,若在该分支波导加入匹配装置,可使3臂匹配,入射功率全部从1、2臂平分输出。3臂输入时,从1/2臂等幅、同相输出;1.波导H-T应用:波导功率分配网络1臂输入时,2、3臂输出;1、2臂不隔离。2臂输入时,1、3臂输出;1、2臂不隔离。1231231.波导H-T问题:1,2不隔离有何影响?求和功能:123信号1信号2信号1+信号2两信号分别从1、2臂输入,且到达分支波导中轴T面时相位相同,则3臂输出两信号之和,称为和信号。T1.波导H-T求差功能:123信号1信号2信号1-信号2两信号分别从1、2臂输入,且到达分支波导中轴T面时相位相反,则3臂输出两信号之差,称为差信号。
若此时两信号等幅,则3臂无输出;T1.波导H-T2.波导E-T21,2:平分臂3:E臂分支在主波导TE10电场(E)平面内,因此称E-T功率分配功能:2133臂自身有反射,但若在该臂加入匹配装置,可使3臂匹配,入射能量全部从1、2臂平分输出。3臂输入时,从1、2臂等幅、反相输出;2.波导E-T1臂输入时,2、3臂输出;1、2臂不隔离。1231232臂输入时,1、3臂输出;1、2臂不隔离。2.波导E-T求差功能:123两信号分别从1、2臂输入,且到达分支波导中轴T面时相位相同,则3臂输出两信号之差,称为差信号。信号1-信号2信号1信号2
若两输入信号等幅,则3臂无输出。T2.波导E-T求和功能:两信号分别从1、2臂输入,且到达分支波导中轴T面时相位相反,则3臂输出两信号之和,称为和信号。123信号1+信号2信号1信号2T2.波导E-T3.T接头匹配波导T等效模型:T形结并联导纳:忽略B=0,且Z1=Z2=Z0,输入不匹配。3.波导H-T匹配3臂匹配方法:隔片匹配切角匹配销钉匹配根据三端口特性:由于H-T互易无耗,当3臂匹配时,1,2臂肯定不匹配。三.双T和魔T(1)双T根据E-T,H-T特性,双T特性:①输入:②③等幅同相输出,
④隔离;④输入:②③等幅反相输出,
①隔离;②③输入:①输出和信号,
④输出差信号;“①④臂隔离”原因:243T4臂输入的TE10模式关于中轴面T反对称,而1臂中TE10模式关于中轴面T对称,故相互不能激励。1臂(4臂)输入的TE10模可以在4臂(1臂)中激励起高次模,但高次模式不能传输,不能输出。4输入,1隔离243T1输入,4隔离(1)双T(2)魔T234(E)1(H)调配装置魔T=匹配双T(3)隔离性:①④隔离;②③隔离;
主要特性:匹配性:每个端口匹配;①④匹配,②③自动匹配;(2)平分性:
①输入:②③等幅同相输出;
④输入:②③等幅反相输出;②③输入:④=差,①=和;单脉冲雷达和差网络:ΣΔΣΔΣΣΔ(3)魔T的应用和波束差波束俯仰差和激励方位差测角功能(3)魔T的应用ΣΔΣΔ3.2波导T接头的仿真1.T接头仿真要求:波导尺寸:a=0.90in,b=0.4in隔片尺寸:W=0.45in,t=0.1in,offset=0or0.2in频率范围:8-10GHz分析端口反射和功率分配情况,为优化提供支持2.SetuptheDesignOpenHFSSandSaveaNewProject:Tee.hfssInsertandrenametheDesign:TeeModelSelectaSolutionType:DrivenModalSettheDrawingUnits:in3.CreatetheModelCreatetheT-Junction:DrawaBox(Tee
):basecorner(0,-0.45in,0)Dx=2in,Dy=0.9in,Dz=0.4inDuplicatetheBox:Edit>Duplicate>AroundAxis(z),90°DuplicatetheBoxtoCreatetheThirdSection:-90°3.CreatetheModelCreatetheT-Junction:UnitetheBoxes:Modeler->Boolean->Unite将T接头Copy,Paste,另存新设计:TeeMagic.3.CreatetheModelCreatetheSeptum:DrawaBox(Septum):basecorner(-0.45in,offset-0.05in,0in)Dx=0.45in,Dy=0.1in,Dz=0.4inSubtracttheSeptumfromtheT-Junction:Modeler->Boolean->Subtract4.AssignWavePortsWavePort1:Selectface:yzplaneatx=2Modeler->AssignExcitation->WavePortWavePort2:(Port2)WavePort3:(Port3)5.SetUpandGenerateSolutionsAddSolutionSetup:
10GHzintheSolutionFrequency.AddFrequencySweeptotheSolutionSetup:AddSweep,Interpolating,Start=8GHz,Stop=10GHz,StepSize=0.01GHzValidatetheDesign.AnalyzetheDesign.6.MovethePositionoftheSeptum1.Right-clickthedesignTeeModel2.clickDesignProperties.3.UndertheLocalVariablestab,selectValue.4.Type0.2intheValuetextboxforthevariableoffset.5.Re-analyzetheDesign7.Results7.Results3.3波导T接头的优化1.UsingOptimetricswithHFSSOptimetricsenablesyoutodeterminethebestdesignvariationamongadesign’spossiblevariations.Parametric:
Defineoneormorevariablesweepdefinitions,
HFSSsolvesthedesignateachvariation.Optimization:
Identifythecostfunctionandoptimizationgoal.Optimetricschangesparametertomeetthatgoal.Sensitivity:
Optimetricsdeterminethesensitivityofthedesigntosmallchangesinvariables.Tuning:
Variablevaluesarechangedinteractivelyandtheperformanceofthedesignismonitored.Statistical:
Optimetricsdeterminesthedistribution,causedbystatisticaldistributionofvariablevalues.3.3波导T接头的优化2.T优化优化要求:波导尺寸:a=0.9in,b=0.4in隔片尺寸:width=0.45in,thick=0.1in频率范围:10GHz优化参数:offset优化目标:|S31|2=2*|S21|22.SetuptheOptimetricsDesignSavetheTeeProjectUnderaNewName:OptimTeeDeletetheFrequencySweep:WillspecifyintheSolutionSetupdialogbox,10GHz.3.SetupandSolvethe
ParametricAnalysisAddaParametricSetup:Right-clickOptimetricsintheprojecttree,ClickAdd>Parametricontheshortcutmenu.3.SetupandSolvethe
ParametricAnalysisAddaVariableSweepDefinition:AddVariable:offsetStart:0in,Stop:1in,Step:0.1inAdd>>3.SetupandSolvethe
ParametricAnalysisSaveFieldsandMeshforEverySolvedDesignVariationOptionstab,selectSaveFieldsAndMesh.3.SetupandSolvethe
ParametricAnalysisSpecifytheSolutionQuantitiestoEvaluate:powerquantitiesatPort1,Port2,andPort3,|Si1|2Calculationstab->SetupCalculations.3.SetupandSolvethe
ParametricAnalysisOutputVariables->Power11=mag(S(Port1,Port1))*mag(S(Port1,Port1))Power21=mag(S(Port1,Port1))*mag(S(Port1,Port1))Power31=mag(S(Port3,Port1))*mag(S(Port3,Port1))3.SetupandSolvethe
ParametricAnalysisSelectPower11,Power21,Power31ClickAddCalculation3.SetupandSolvethe
ParametricAnalysisSolvetheParametricAnalysis:Right-clickParametricSetup1,andthenclickAnalyze.4.ReviewtheParametricResultsPlotofS-ParameterResultsvs.offsetPosition:Asseptumoffset<0.3in,thetransmissiondecreasesatPort2andincreasesatPort3.Asseptumoffset>0.3in,itbecomeslesseffective,reflectionincreasesattheinputport,Port1.maximumvaluefortheoptimizationtobe0.3inches.4.ReviewtheParametricResultsPlotofPowerDistributionvs.OffsetPositionoffset=0in,P3/P2=1:1;offset=0.1in,P3/P2~2:1;offset=0.3in,P3/P2~9:1;ThegoalforoptimizationisPower31=2*Power21,startingvaluetobe0.1inches.4.ReviewtheParametricResultsAnimatetheFieldOverlayPlot:Offset=0inOffset=0.2inOffset=0.4inOffset=0.8in5.SetupandSolvetheOptimizationAnalysisYouwillcompletethefollowingtasks:Setupthevariable
offsetforanoptimizationanalysis.Addanoptimizationsetuptotheproject.Addacostfunctiontotheoptimizationsetup.Solvetheoptimizationanalysis.5.SetupandSolvetheOptimizationAnalysisSelecttheVariabletobeOptimized:HFSS->DesignPropertiesSelectOptimization,variableoffset,selectInclude,5.SetupandSolvetheOptimizationAnalysisAddanOptimizationSetup:HFSS->OptimetricsAnalysis->AddOptimizationClickQuasiNewton,Max.No.ofIterationsis10005.SetupandSolvetheOptimizationAnalysisAddaCostFunction:SetupCalculations->Cal.Expr.=Power31-2*Power21Goal->0,Weight->1,AcceptableCost->0.0015.SetupandSolvetheOptimizationAnalysisModifytheVariable’sStartingValue:ClicktheVariables
tab.StartingValue->0.1,Min->0,Max->0.3SolvetheParametricSetupBeforetheOptimization:Optimizationusestheresultstodeterminethestartingvalue.Generaltab->ClickParametricSetup1->SelectSolvetheparametricsweepbeforeoptimization.SelectUpdatedesignparametervaluesafteroptimization.SolvetheOptimizationAnalysis6.ReviewtheOptimizationResultsViewtheCostvs.SolvedIterationOptimizationSetup1->ViewAnalysisResult->PostAnalysis->Result6.ReviewtheOptimi
温馨提示
- 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
- 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
- 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
- 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
- 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
- 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
最新文档
- 2024年度农村旱厕改造工程承包合同
- 2024年度瓷砖加工服务外包合同
- 2024年度东莞市企业并购合同
- 2024年度影视版权采购合同
- 2024年度婚礼车队租赁服务合同
- 2024年度北京市出租车行业司机招聘广告发布合同
- 广告招牌工程合同范例
- 2024年度安置房建设项目绿化景观设计与施工合同
- 渔业养殖租赁合同范例
- 炒家买卖合同模板
- 思明区公开招聘非在编聘用人员报名表
- 计量标准考核规范(JJF1033-2023年)
- Unit 4 Then and Now(Grammar time and Fun time) (教学设计)-2022-2023学年英语六年级上册
- 中考作文考前指导作文的审题立意公开课一等奖市赛课获奖课件
- 运用品管圈QCC管理工具消化内科-运用“日间病房”优化科室管理指标PDCA
- 一个女人的故事:全新修订版
- 行政诉讼法知到章节答案智慧树2023年湖南师范大学、湖南大学、中南大学、湘潭大学
- 网络信息辨别真伪 课件
- 北教版四年级综合实践下册 第十一课饮料中的学问
- 小学美术苏少版 四年级上册 第14课《漂亮的房间》
- 铜仁学院秘书学专业本科人才培养方案
评论
0/150
提交评论