5.3.2 HFSS波端口激勵(lì)的設(shè)置步驟

    波端口四周默認(rèn)的邊界條件是理想導(dǎo)體邊界，因此對于波導(dǎo)或同軸線這類橫截面閉合的 器件，端口截面四周都是導(dǎo)體，波端口直接定義在其終端橫截面上即可。而對于微帶線、帶 狀線、共面波導(dǎo)等開放或半開放結(jié)構(gòu)的傳輸線，電磁場并不完全束縛在導(dǎo)體和參考地之間， 部分電磁能量會輻射到傳輸線四周的空氣和介質(zhì)中，如圖 5.33 所示。此時(shí)設(shè)置的波端口需要 有足夠大的尺寸，以避免電場耦合到波端口邊緣上，影響傳輸線的特性，進(jìn)而影響到計(jì)算的 準(zhǔn)確性。下面根據(jù)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，給出微帶線、帶狀線、槽線和共面波導(dǎo) 4 類開放或半開放 結(jié)構(gòu)的傳輸線在設(shè)置波端口激勵(lì)時(shí)端口的大致尺寸。

圖 5.33 微帶線的電磁場分布 

    （1） 微帶線

    對于微帶線電路，波端口的下邊緣必須與參考地重合。假設(shè)微帶線的線寬為 w，介質(zhì)層厚度為h，則波端口的高度一般設(shè)置為 6～10h；當(dāng) w≥h 時(shí)，波端口的寬度一般設(shè)置為 10w， 當(dāng) w < h 時(shí)，波端口的寬度一般設(shè)置 5w 或者 3～4h，如圖 5.34（a）所示。

    （2）帶狀線

    對于帶狀線電路，波端口的上下邊緣必須與參考地重合。假設(shè)微帶線的線寬為 w，介質(zhì) 層厚度為 h，端口左右兩側(cè)的寬度在 w≥h 時(shí)一般設(shè)置為 8w，在 w<h 時(shí)一般設(shè)置 5w 或者 3～ 4h，如圖 5.34（b）所示。

     （3）槽線

    對于槽線電路，如果有參考地，則波端口的下邊緣必須與參考地重合；如果沒有參考地， 則波端口需要覆蓋介質(zhì)層上下兩邊的空間，使槽線位于波端口的中央。假設(shè)槽線電路的縫隙寬度為 g，介質(zhì)層厚度為 h，則波端口的高度需要大于 4g 和 4h，波端口的寬度需要大于 7g， 即波端口兩側(cè)距離縫隙都大于 3g，如圖 5.34（c）所示。

    （4）共面波導(dǎo)

    對于共面波導(dǎo)電路，如果有參考地，則波端口的下邊緣必須與參考地重合；如果沒有 參考地，則波端口需要覆蓋介質(zhì)層上下兩邊的空間，此時(shí)共面波導(dǎo)位于波端口的中央。假設(shè)共面波導(dǎo)電路中間導(dǎo)線寬度為 s，導(dǎo)線兩邊縫隙寬度為 g，介質(zhì)層厚度為 h，則波端口的高度需要大于 4g 和 4h，波端口左右兩側(cè)距離共面波導(dǎo)中心都需要大于 3～5s（s >g 時(shí)）或 3～5g（g>s 時(shí)），這樣波端口的總寬度需要大于 10g 和 10s 二者之間的較大值，如圖 5.34 （d）所示。

圖 5.34 波端口尺寸估算值

    另外，還需要特別注意的是，在上述 4 種情況中，所設(shè)置的波端口寬度和高度都不能超過 1/2 個(gè)工作波長，否則會激發(fā)矩形波導(dǎo)模式，影響結(jié)果的準(zhǔn)確性。 

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