哈尔滨工业大学威海微波技术实验报告Word文档格式.docx
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4.写出仿真使用后的报告
二、验收方式
1.提交使用报告(封皮班级学号装订成册)
2.用电脑对进行实际的演示和操作
三、实验步骤
注:
首先根据实验Word文档设置仿真环境变量以保证魔T仿真能正确进行。
1、建立工程文件
在Tool>
Options>
HFSSOptions中讲DuplicateBoundarieswithgeometry复选框选中这样使得在复制模型时,所设置的边界一起复制。
2、设置求解类型
3、设置模型单位
将创建模型中的单位设置为毫米。
4、设置模型的默认材料
在工具栏中设置模型的默认材料为真空(Vacuum)。
5、创建魔T
(1)创建arm_1
利用Draw>
Box创建。
(2)设置激励端口
注意:
在哪一个端口设置激励,就先画哪一个端口,并将端口命名为P1。
(3)创建其他臂
利用旋转复制的方式创建arm_2,arm_3,arm_4。
(4)组合模型
利用布尔运算将所有的arm组合成为一个模型,即魔T创建完成。
6、设置求解频率即扫频范围
(1)设置求解频率。
解设置窗口中做以下设置:
SolutionFrequency:
4GHz;
MaximumNumberofPasses:
5;
MaximumDeltaSperPass:
。
(2)设置扫频。
在扫频窗口中做以下设置:
SweepType:
Fast;
FrequencySetupType:
LinearCount;
Start:
;
Stop:
Count:
1001;
将SaveField复选框选中。
实验仿真图如下:
图1电场E分布
说明:
图1以正z轴方向为激励端口1,负y轴端口2,正x轴端口3,正y轴端口4。
可知:
(1)端口1作为激励端口,端口2和端口4有等幅反向波输出。
(2)端口3为隔离口。
图2磁场H分布
可见与电场有明显的不同。
当用正x方向来设置激励时,有:
图3激励方向换为x方向时电场E分布
可看出:
(1)端口3作为激励端口,端口2和端口4有等幅同相波输出。
(2)端口1为隔离口。
还有其他应用例如端口2与端口4分别输入不同幅度信号时1,3口的幅值比可以用来判断方
向是否正对,为比幅测向法;
输入不同相位信号时也能测向。
图42,4端口输入不同幅度信号时电场E分布
可以看出3端口有微小的幅度信号。
四、实验感想与收获
通过对HSFF软件得安装与基本操作,我熟悉了微波器件的设计流程,这让我对微波器件的设计很感兴趣。
而且,HSFF的仿真让不可见的电场、磁场以清晰的静态、动画的形式展现在我的眼前,让我对电场、磁场在魔T模型中的分布有了更进一步的认识,印象深刻。
这也让我对微波技术的理论有了更深的理解。
实验二矩形波导的设计与仿真
一、实验原理
矩形波导的图形如下,可以传播TEM波,TE波,TM波。
对于给定的工作频率或者波长,只有满足传播条件(
或
)的模式才能在波导中传播。
矩形波导的频率和波长不仅与矩形波导的a,b有关,还与模指数m,n有关。
当a,b一定时,随着频率的改变,矩形波导可以多模传导也可以单模传导,甚至可以处于截止状态。
矩形波导的主模是
图1矩形波导
二、实验步骤
1、打开HFSS,建立工程
2、设置求解类型为DrivenModal(模式激励)。
3、设置模型单位为mm。
4、保存工程。
5、利用box画长方体,设置材料为真空。
图2长方体大小
6、设置长方体属性。
将四个侧面设置为理想导体边界,两个纵轴面设置为port。
图3长方体,矩形波导
7、设置激励源和求解频率。
8、画出E图和H图以及电流分布图。
图4正面E图
图5侧面E图
图6正面H图
图7侧面H图
图8面电流1
图9面电流2
9、做报告图
图10传输曲线
图12色散曲线
三、实验总结
通过对矩形波导的设计与仿真,我更加清晰的了解了矩形波导中电场、磁场还有面电流的分布,这与我学习的课程《电磁场与电磁波》、《微波技术与天线》相联系,让我对书本上的概念更加深刻,将书本上的知识运用到实际中。