HFSS進(jìn)行波導(dǎo)單孔定向耦合器的仿真設(shè)計

光纖定向耦合器

本文提出一種寬頻帶、高隔離度定向耦合器的有效設(shè)計方法,并設(shè)計出一種有應(yīng)用價值的定向耦合器。根據(jù)bethe小孔耦合理論為基礎(chǔ)的工程設(shè)計方法,按照預(yù)定的技術(shù)參數(shù),初步設(shè)計出等孔徑波導(dǎo)定向耦合器的有關(guān)參數(shù),在此基礎(chǔ)上,利用仿真軟件cst對首末兩對耦合孔之間的距離進(jìn)行仿真和優(yōu)化,使隔離度在高頻端的性能得到提高;又通過擴(kuò)大其余耦合孔之間的距離使得隔離度在低頻端也得到了改進(jìn),從而提高了隔離度的整體性能。文中設(shè)計了一個ka波段的定向耦合器,耦合度的仿真值與-10db的設(shè)計要求值相比偏差在0.7db之內(nèi),優(yōu)化后隔離度在整個頻帶內(nèi)小于-47.5db。

根據(jù)bethe小孔耦合理論,設(shè)計出在s波段(1.8～2.6ghz)電磁波通過矩形波導(dǎo)寬邊圓孔耦合的定向耦合器。為提高定向耦合器的方向性,孔徑采用切比雪夫孔徑分布。根據(jù)預(yù)定的技術(shù)指標(biāo),初步設(shè)計出等孔間距的波導(dǎo)定向耦合器的有關(guān)參數(shù)。在此基礎(chǔ)上,利用仿真軟件cst對小孔厚度和部分孔間的距離進(jìn)行優(yōu)化,大大提高定向耦合器的整體性能。

介紹了一種簡單易行的多節(jié)定向耦合器設(shè)計方法。采用平行耦合線的分析理論得到了多節(jié)定向耦合器的耦合度通用表達(dá)式,再通過耦合度帶內(nèi)波紋波動最小條件求解得到耦合器的設(shè)計參數(shù)。最后給出了一個設(shè)計實例,耦合器在工作帶寬1～4ghz內(nèi),插損小于0.4db,耦合度帶內(nèi)波動小于±0.25db,設(shè)計數(shù)據(jù)和實物測試數(shù)據(jù)具有很好的一致性。

亞美微波yameimicrowave -28- 實驗七定向耦合器的性能測量 一、實驗?zāi)康暮鸵?應(yīng)用所學(xué)的有關(guān)理論知識，理解定向耦合器的工作原理。學(xué)會對波導(dǎo)定向耦 合器主、副線的耦合度（c），方向性（d）的測量。 二、實驗內(nèi)容 利用微波測量系統(tǒng)測試波導(dǎo)定向耦合器主、副線的耦合度，方向性。 三、實驗原理 1．定向耦合器在微波工程中有著廣泛的應(yīng)用，如可用來監(jiān)視功率、頻率和 頻譜，測量傳輸系統(tǒng)和元器件的反射系數(shù)、插入損耗，還可以用作衰減器、功率 分配器等。 2．波導(dǎo)定向耦合器（主、副線皆為矩形波導(dǎo)的定向耦合器）大都通過主、 副波導(dǎo)公共壁上的耦合孔（或槽、縫）進(jìn)行耦合。主波導(dǎo)中的場通過耦合孔（或 槽、縫）進(jìn)行耦合，并在副波導(dǎo)中激勵起主模場。波導(dǎo)定向耦合器一般可按耦合 孔的規(guī)格分為單孔、雙孔、多孔定向耦合器、十字形孔耦合器以及裂縫電橋等。 3．bd20-5定向耦合器的外形成十

本文簡要介紹了定向耦合器在當(dāng)今一些領(lǐng)域主要應(yīng)用,重點介紹了它的主要性能參數(shù)和技術(shù)指標(biāo),并設(shè)計線路利用標(biāo)量網(wǎng)絡(luò)分析儀對各個端口的傳輸系數(shù)分貝值進(jìn)行測量以得到定向耦合器性能參數(shù)。

為實現(xiàn)發(fā)射機大功率的準(zhǔn)確測量和有效保護(hù),詳細(xì)闡述了定向耦合器的原理、參數(shù)標(biāo)定和功率測量方法,并以該方法測試已有的發(fā)射機輸出功率。從測試結(jié)果分析得出,該方法具有安裝簡易、精度高、可動態(tài)標(biāo)定的優(yōu)點。通過在高頻功率源與諧振加速腔之間安裝定向同軸耦合器,經(jīng)測量標(biāo)定后,可實現(xiàn)在線測量出功率源的輸出功率、駐波比,將測量結(jié)果反饋給控保和監(jiān)測系統(tǒng)后,可完成在線大功率測量和設(shè)備的可靠控制與保護(hù)。

為了減少對調(diào)試員工的依賴性,提高產(chǎn)品調(diào)試速度和檢測精度,設(shè)計出一種可以實現(xiàn)自動方向性調(diào)節(jié)的定向耦合器。與傳統(tǒng)方法相比,該方法采用pin型二極管代替調(diào)節(jié)電容,利用其阻抗可變特性,通過偏置電壓來調(diào)節(jié)匹配阻抗,最終實現(xiàn)定向耦合器的自動方向性調(diào)節(jié)。通過實驗驗證和最終批量測試數(shù)據(jù)表明該方法擺脫了傳統(tǒng)調(diào)節(jié)方式對人工的依賴,通過較少的元件實現(xiàn)了自動調(diào)節(jié),可以提高檢測精度和產(chǎn)品的一致性,產(chǎn)品的調(diào)節(jié)時間減少了約80%。

研究了高斯常數(shù)高斯平滑連接的復(fù)合型變耦合系數(shù)定向耦合器的開關(guān)特性曲線。研究了耦合器各分段長度對開關(guān)曲線的影響。數(shù)值模擬發(fā)現(xiàn),耦合器各組成部分的參量對耦合器開關(guān)曲線尾部的振蕩及開關(guān)功率的大小均有影響,且呈現(xiàn)出一定的規(guī)律性。高斯型波導(dǎo)部分的相對長度以及直波導(dǎo)部分所占份額共同決定了耦合器開關(guān)曲線尾部的振蕩大小,且開關(guān)曲線的振蕩與耦合函數(shù)的傅里葉變換的振蕩密切相關(guān)。

本科畢業(yè)論文（設(shè)計、創(chuàng)作） 題目：基于ads的定向耦合器的設(shè)計 所在系院：電子電氣工程學(xué)院專業(yè)：電子科學(xué)與技術(shù) 安徽三聯(lián)學(xué)院畢業(yè)論文 1 基于ads的定向耦合器的設(shè)計 摘要：在20世紀(jì)50年代初，幾乎所有的微波設(shè)備都采用金屬波導(dǎo)和同軸線電路， 那個時候的定向耦合器也多為波導(dǎo)小孔耦合定向耦合器，其理論依據(jù)是bethe 小孔耦合理論。定向耦合器是微波系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛的一種微波器件，它的本質(zhì)是 將微波信號按一定的比例進(jìn)行功率分配。定向耦合器由傳輸線構(gòu)成，同軸線、矩 形波導(dǎo)、圓波導(dǎo)、帶狀線和微帶線都可構(gòu)成定向耦合器，所以從結(jié)構(gòu)來看定向耦 合器種類繁多，差異很大。定向耦合器在微波波段有著廣泛的應(yīng)用，其主要用途 有用來監(jiān)視功率、頻率和頻譜，把功率進(jìn)行分配和合成，構(gòu)成平衡混頻器和測量 電橋，利用定向耦合器來測量反射功率系數(shù)和功率。本設(shè)計主要利用ads2011 軟件設(shè)計微

提出了小型化微帶雙分支定向耦合器的設(shè)計方案,通過對雙分支微帶線進(jìn)行結(jié)構(gòu)等效,解決了傳統(tǒng)微帶雙分支定向耦合器尺寸較大的問題。應(yīng)用hfss軟件對結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化仿真設(shè)計,并制作和測量了一款工作在l波段用于海事衛(wèi)星通信的微帶耦合器樣件。該耦合器樣件比傳統(tǒng)雙分支定向耦合器面積縮小了51%,實測結(jié)果與仿真結(jié)果吻合較好,驗證了方案的可行性。

根據(jù)定向耦合器的工作原理及要求,利用hfss軟件分析并設(shè)計了一款以空氣為介質(zhì)的三階3db定向耦合器。并在此基礎(chǔ)上,使用具有高電壓擊穿特性的三氧化二鋁陶瓷片作為耦合介質(zhì),分析并設(shè)計了一款高功率三階3db介質(zhì)定向耦合器。此介質(zhì)耦合器在保證足夠帶寬的前提下,能夠提高耦合器的耐壓性能,實現(xiàn)了定向耦合器的高功率耦合,從而可以應(yīng)用于廣播電視臺大功率(數(shù)十千瓦)發(fā)射機中。

本文先介紹了分支線正交定向耦合器的概念與工作原理;然后根據(jù)該原理在ads2009軟件下設(shè)計仿真了工作在ka波段的微帶線定向耦合器,并對ka波段的耦合器模型進(jìn)行了改良,使之實際面積縮小的同時能達(dá)到原有的性能。

將遺傳算法用于多級分支定向耦合器的優(yōu)化設(shè)計并對算法進(jìn)行了改進(jìn)。設(shè)計中取消了阻抗對稱的限制,分支定向耦合器的工作帶寬得到了進(jìn)一步擴(kuò)展;在標(biāo)準(zhǔn)遺傳算法的基礎(chǔ)上,引入了最優(yōu)保存策略和自適應(yīng)遺傳操作,算法的性能得到了提高。仿真表明,用該方法設(shè)計的多級分支定向耦合器性能優(yōu)于其他設(shè)計方法。

文中提出了一種提高定向耦合器分光比精度,特別是互易性的方法。利用耦合器交叉臂90°相移,實現(xiàn)檢測分光比之差,從而實現(xiàn)高精度的耦合器。特別是在分光比50:50的情況下,耦合器分光比的偏差僅受限于檢測器的靈敏度。對于保偏耦合器,該方法可以分別監(jiān)控消光比和分光比。用這種方法制作出的光纖耦合器可以應(yīng)用于光纖陀螺,以保證順時針和逆時針方向的信號光具有更好的互易性,從而提高陀螺的檢測精度。

微波工程-第7章功率分配器與定向耦合器

為滿足上海65m射電望遠(yuǎn)鏡噪聲注入要求,設(shè)計了一種新型的同軸環(huán)激勵圓波導(dǎo)耦合器,該耦合器有較低的同軸激勵口駐波和平坦的耦合值,利用環(huán)天線和傳輸線概念分析了該耦合器的工作原理,作為實例,設(shè)計了一個s波段的耦合器,加工了耦合器實物樣品,實驗測量表明,測量結(jié)果和仿真結(jié)果吻合良好。

-29- 第3章hfss工作界面 工作界面也稱為用戶界面，是hfss軟件使用者的工作環(huán)境；了解、熟悉這個工作環(huán)境是掌握hfss 軟件的第一步。本章將對hfss的工作環(huán)境做一個全面的介紹，通過本章的講解，希望能夠幫助讀者迅速 熟悉hfss的工作環(huán)境，了解hfss的工作界面組成、各個工作窗口的主要功能以及hfss主菜單中每項操 作命令對應(yīng)的功能，為掌握hfss的設(shè)計操作做好充分的準(zhǔn)備。 在本章，讀者可以學(xué)到以下內(nèi)容。 ;hfss工作界面的組成。 ;hfss工作界面中各個子窗口的作用。 ;hfss主菜單欄所有操作命令對應(yīng)的功能。 ;工具欄快捷按鈕的添加和刪除以及重新排列。 ;什么是工程樹，什么是操作歷史樹。 ;三維模型窗口中柵格和坐標(biāo)系的顯示設(shè)置。 3.1hfss工作界面 hfss工作界面采用了標(biāo)準(zhǔn)windows的菜單與風(fēng)格。打開hfs

基于光纖陀螺的小型化和工程化設(shè)計要求,提出模塊化設(shè)計概念。設(shè)計了一種y型soi波導(dǎo)耦合器,用于光纖陀螺光收發(fā)模塊。此結(jié)構(gòu)具有形式簡單、譜寬、加工工藝成熟和易于實現(xiàn)光電集成等技術(shù)優(yōu)勢。理論上分析了波導(dǎo)結(jié)構(gòu)參數(shù)對其特征參數(shù)(分光比、損耗)的影響,優(yōu)化參數(shù)設(shè)計,通過模場匹配理論減小器件損耗。最后,對波導(dǎo)耦合器加工工藝進(jìn)行了討論,采用電子束光刻技術(shù)加工出波導(dǎo)掩膜版,并對加工工藝參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。實驗結(jié)果表明:所設(shè)計的分光比50%:50%波導(dǎo)耦合器,當(dāng)波導(dǎo)長為25mm時,輸入輸出波導(dǎo)的間距可以達(dá)到300μm,且理論彎曲損耗可忽略不計,可以有效的抑制光源與耦合器的串音干擾。通過優(yōu)化工藝參數(shù),設(shè)計的soi波導(dǎo)耦合器可以滿足設(shè)計要求。

提出了一種具有工作電壓小、結(jié)構(gòu)緊湊、散熱性好等特點的新型慢波結(jié)構(gòu)——徑向螺旋波導(dǎo)結(jié)構(gòu),利用電磁仿真軟件分析了其色散及傳輸特性,結(jié)果表明該種結(jié)構(gòu)行波管工作電壓可低至數(shù)百伏.由于圓柱電子槍發(fā)射面遠(yuǎn)大于常規(guī)行波管,因而在小電流密度下仍可保證大電流:電流密度為100ma/cm2時電流可達(dá)30a.該結(jié)構(gòu)在w波段具有較大的尺寸,易于加工,并且在更高波段同樣具有很好的傳輸特性,具有較大的研究價值.

對螺旋波紋波導(dǎo)回旋行波管的冷腔色散特性進(jìn)行了研究,通過理論分析和數(shù)值計算,得到了螺旋波紋波導(dǎo)的冷腔色散方程和色散曲線,并分析了幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)變化對其色散特性的影響。同時利用三維電磁仿真軟件hfss對螺旋波紋波導(dǎo)進(jìn)行建模和計算。

簡要介紹了高頻電磁場仿真軟件hfss的功能特點,并結(jié)合具體的實例,針對vswr指標(biāo),對彎式射頻連接器進(jìn)行了仿真設(shè)計,仿真結(jié)果和實測結(jié)果取得很好的一致性。本文還較詳盡地討論了仿真結(jié)果與實際產(chǎn)品測試數(shù)據(jù)之間產(chǎn)生偏差的原因及對策。