實(shí)驗(yàn)四-微波環(huán)形電橋元件的設(shè)計(jì)與仿真

實(shí)驗(yàn)四微波環(huán)形電橋元件的設(shè)計(jì)與仿真一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.設(shè)計(jì)一個(gè)微波環(huán)形電橋元件2.查看并分析該微波環(huán)形電橋元件的S參數(shù)二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備裝有HFSS13.0軟件的筆記本電腦一臺(tái)三、實(shí)驗(yàn)原理在微帶電橋中，當(dāng)信號(hào)從p2輸入時(shí)，由于p2端口到達(dá)p1端口和到達(dá)p3端口的長度相同，因此信號(hào)平分并等幅同相自p1端口和p3端口輸出，而沿p2>p1>p4,p2>p3>p4兩條路徑的距離相差，p2端口輸入的信號(hào)傳到p4端口形成大小相等、相位相反的兩路，從而在p4端口互相抵消而無輸出，p2端口與p4端口可看做互相隔離的。同理，若信號(hào)從p3端口輸入，信號(hào)將等幅同相自p4端口和p2端口輸出，而不會(huì)自p1端口輸出，p3端口和p1端口是隔離的。若信號(hào)自p4端口輸入，p1端口和p3端口將等幅反相輸出。若信號(hào)自p1端口輸入，p4端口和p2端口將等幅反向輸出。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)一個(gè)微波環(huán)形電橋元件，其指標(biāo)要求如下：工作頻率為4GHz。環(huán)形電橋元件設(shè)計(jì)仿真中采用微帶結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。選用介質(zhì)板的介電常數(shù)為εr=2.33，厚度為h=2.286mm。最終獲得S參數(shù)曲線的仿真結(jié)果。五、實(shí)驗(yàn)步驟1.建立新工程了方便建立模型，在Tool>Options>HFSSOptions中講DuplicateBoundarieswithgeometry復(fù)選框選中。2.將求解類型設(shè)置為激勵(lì)求解類型：（1）在菜單欄中點(diǎn)擊HFSS>SolutionType。（2）在彈出的SolutionType窗口中(a)選擇DrivenModal。(b)點(diǎn)擊OK按鈕。3.設(shè)置模型單位（1）在菜單欄中點(diǎn)擊3DModeler>Units。（2）在設(shè)置單位窗口中選擇：mm。4.設(shè)置模型的默認(rèn)材料點(diǎn)擊Material對(duì)應(yīng)的按鈕，在彈出的材料設(shè)置窗口中點(diǎn)擊AddMaterial按鈕，添加介電常數(shù)(RelativePermittivity)為2.33的介質(zhì)，將其命名為My_sub。點(diǎn)擊OK結(jié)束。建立環(huán)形電橋模型（1）首先建立介質(zhì)基片(a)在菜單欄中點(diǎn)擊Draw>RegularPoyhedron。(b)在坐標(biāo)輸入欄中輸入中心點(diǎn)的坐標(biāo)：X：0，Y：0，Z:-1.143按回車鍵。(c)在坐標(biāo)輸入欄中輸入半徑向量：dX：22.345mm/cos(30*pi/180)，dY：0，dZ：0按回車鍵。(d)在坐標(biāo)輸入欄中輸入棱柱的高度：dX：0，dY：0，dZ：2.286按回車鍵。(e)在彈出的SegmentNumber窗口中將多邊形數(shù)改為6。在特性（Property）窗口中選擇Attribute標(biāo)簽，將該名字修改為Substrate。（2）建立Trace(a)在菜單欄中點(diǎn)擊Draw>Rectangle,創(chuàng)建矩形模型。(b)在坐標(biāo)輸入欄中輸入起始點(diǎn)的坐標(biāo)：X：-0.89154，Y：0，Z：0按回車鍵。(c)在坐標(biāo)輸入欄中輸入長、寬：dX：1.78308，dY：22.345，dZ：0按回車鍵。(d)在特性（Property）窗口中選擇Attribute標(biāo)簽，將該名字修改為Trace。（3）為Trace設(shè)置理想金屬邊界條件。(a)在菜單欄中點(diǎn)擊Edit>Select>ByName,在彈出的窗口中選擇Trace。(b)在菜單欄中點(diǎn)擊HFSS>Boundaries>Assign>PerfectE。在彈出的對(duì)話框中將其命名為Perf_Trace，點(diǎn)擊OK按鈕。（4）為Trace設(shè)置激勵(lì)端口在菜單欄中點(diǎn)擊Modeler>GridPlane>XZ，將工作主平面更改為XOZ平面。在菜單欄中點(diǎn)擊View>ModifyAttributes>Orientation在觀察窗口中選擇觀察視角，Right，點(diǎn)擊Apply，然后點(diǎn)擊Close結(jié)束。創(chuàng)建矩形端口面，點(diǎn)擊Draw>Rectangle。(e)運(yùn)用捕捉功能，在3D窗口中移動(dòng)鼠標(biāo)，當(dāng)鼠標(biāo)移動(dòng)到棱柱矩形側(cè)面左下角點(diǎn)時(shí)，此時(shí)鼠標(biāo)形狀為正方形表示已經(jīng)捕捉到該頂點(diǎn)，點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵。(f)在3D模型窗口中拖動(dòng)鼠標(biāo)，當(dāng)鼠標(biāo)捕捉到右下角頂點(diǎn)時(shí)，點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵。(g)在特性（Property）窗口中選擇Attribute標(biāo)簽，將該名字修改為Port。(h)在菜單欄點(diǎn)擊HFSS>Excitations>Assign>WavePort,在LumpedPort窗口的General標(biāo)簽中，將該端口命名為p1。(i)在Modes標(biāo)簽的IntegrationLine中點(diǎn)擊None，選擇NewLine，在坐標(biāo)欄中輸入以下坐標(biāo)：X：10.9，Y：22.345，Z：-1.143；dX：0，dY：0，dZ：1.143按回車鍵結(jié)束輸入。點(diǎn)擊Next直至結(jié)束。創(chuàng)建其他Trace和波端口在菜單欄中點(diǎn)擊Edit>Select>ByName,在彈出的窗口中選擇Trace、Port。(b)點(diǎn)擊Edit>Duplicate>AroundAxis，設(shè)置：Axis：Z，Angle：60(deg)，Totalnumber：4，點(diǎn)擊OK結(jié)束。建立Ring在菜單欄中點(diǎn)擊Modeler>GridPlane>XZ，將工作主平面更改為XOZ平面。(b)點(diǎn)擊Draw>Circle，在坐標(biāo)輸入欄中輸入圓心點(diǎn)的坐標(biāo)：X：0，Y：0，Z:0按回車鍵。在坐標(biāo)輸入欄中輸入圓半徑：dX：11.795，dY：0，dZ：0按回車鍵。(c)在特性（Property）窗口中選擇Attribute標(biāo)簽，將該名字修改為Outer。(f)在菜單欄中點(diǎn)擊Edit>Select>ByName,在彈出的窗口中選擇Trace、Trace_1、Trace_2、Trace_3、Outer(g)在菜單欄中點(diǎn)擊Modeler>Boolean>Unite(h)點(diǎn)擊Draw>Circle，在坐標(biāo)輸入欄中輸入圓心點(diǎn)的坐標(biāo)：X：0，Y：0，Z:0按回車鍵。在坐標(biāo)輸入欄中