同类型波导垂直转换.docx
同类型波导的垂直转换实验报告当未加入铝制调谐块时1. 模型建立波导尺寸：截面的长和宽分别为：7.12和3.56设置材料：vacuum2. 输入信号频率设置：中心频率:35GHz迭代次数：20次扫描范围是33GHz到37GHz，步进为0.2GHz3. 仿真结果：Ansoft Corporation12.00XY Plot 1HFSSDesign1Curve InfoVSWR(WavePort2)11.0034.5035.0035.50Freq GHz36.0036.5037.004.结果分析:由本图可以看出，在我们所选择的频率范围内，驻波比是在4.00到12.00之间的，但是题目要求的驻波比为小于1.1,所以我们需要在波导内加入调谐块来满足题目的要求。接 下来的任务就是来选择调谐块的大小。可以由对称性知两个端口的驻波比是一样的。二.加入调谐块以实现要求的驻波比1.构建模型：在原模型的基础上加上调谐块，初始设置调谐块的大小为：4.8*2.4*2.4位置是在波导的折角处，位置坐标为：(-2.4, 13.56, -1.78)2. 设置输入：中心频率:35GHz迭代次数：20次扫描范围是34GHz到36GHz，步进为0.2GHz，精确度：0.02GHz3. 结果图：驻波比：Ansoft CorporationXY Plot 1HFSSDesignl9。0Curve Info-VSWR(WavePort2)_Setupl : SweeplFreq GHz差损图:-1.00-1.50Curve InfodB(S(WavePbrt2,WavePbrt1)Setup1 : Sweep1-4.50 33.0033.5034.0034.5035.0035.5036.0036.5037.00Freq GHz 由驻波比图我们可以看出，在中心频率出的驻波比已经降到了 3到5之间，我们需要通过优 化设置使驻波比小于1.11.先对a进行优化设计，将a的长度设为由3.5mm到6 mm,步进精度为0.5mm. 驻波比图：28 Jul 2010Ansoft Corporation16:49:17差损图:Ansoft CorporationXY Plot 2HFSSDesign1_vaw ,rtnpevaw/(Ked0.000-0.005-0.010-0.015-0.020-0.025-0.030-0.035Curve InfodB(S(WavePbrt2,WavePbrt1)Setupl : Sweep1 a='4.25mm'dB(S(WavePOrt2,WavePOrt1)Setup1 : Sweep1 a='4.5mm'dB(S(WavePOrt2,WavePOrt1)Setup1 : Sweep1 a='4.75mm'dB(S(WavePOrt2,WavePOrt1)Setup1 : Sweep1 a='5mm'dB(S(WavePOrt2,WavePOrt1)Setup1 : Sweep1 a='5.5mm'dB(S(WavePOrt2,WavePOrt1)Setup1 : Sweep1 a='6mm'dB(S(WaveWrt2,WaveWrt1)-0.04034.0034.5035.0035.50Freq GHz36.00由图我们也可以得到调谐块的性能特征，在a取4mm到5mm的范围内，我们可以看 出，驻波比都是很大的，但是在4.5处驻波比达到了最小值，此时我们就可以认定a=4.5在 驻波比方面取得了最好的性能。由此图我们可以看出，在中心频率出4mm到5mm之间的损耗也是很小的，这也是我 们所需要的，所以我们可以认定a的取值范围在4mm到5mm之间。2.对b进行优化设计，将b的长度设为由1mm到3.5 mm，步进精度为0.5mm.驻波比图：(ZHQgobaJLL二号 二 dueMS : Ldnas差损图:Ansoft CorporationXY Plot 50.00-1.00O O2o o o o O o o o o O3 4irtnpevaw ,rtnpevaw/(Kedo o8HFSSDesignlCurve InfodB(S(WavePbrt2,WavePbrt1)Setup1 : Sweep1 a='3.5mm' Freq='35GHz'dB(S(WavePbrt2,WavePbrt1)Setup1 : Sweep1 a='4mm' Freq='35GHz'dB(S(WavePbrt2,WavePbrt1)Setup1 : Sweep1 a='4.25mm' Freq='35GHz'dB(S(WavePbrt2,WavePbrt1)Setup1 : Sweep1 a='4.5mm' Freq='35GHz'dB(S(WavePbrt2,WavePbrt1)Setup1 : Sweep1 a='4.75mm' Freq='35GHz'dB(S(WavePbrt2,WavePbrt1)Setup1 : Sweep1 a='5mm' Freq='35GHz'dB(S(WavePjrt2,Wa-9.001.001.502.002.503.003.50由以上两个图可知，当我们将b设在1mm回到2mm之间就可以得到较小的驻波比和较 小的差损。2.对c进行优化设计，将c的长度设为由0.5mm到3.5 mm，步进精度为0.5mm.驻波比图：28 Jul 2010Ansoft Corporation17:17:3420.00差损图:Ansoft CorporationXY Plot 1HFSSDesignl0.00Curve Info-1.00-2.00-3.00-4.00-5.00-6.00-7.00-8.00dB(S(WavePbrt2,WavePbrt1)Setup1 : Sweep1a='4.5mm' b='1.56mm' c='1.56mm'dB(S(WavePbrt2,WavePbrt1)Setup1 : Sweep1a='3.5mm' b='1.56mm' c='1.56mm'dB(S(WavePbrt2,WavePbrt1)Setup1 : Sweep1a='4mm' b='1.56mm' c='1.56mm'dB(S(WavePbrt2,WavePbrt1)Setup1 : Sweep1a='4.25mm' b='1.56mm' c='1.56mm'dB(S(WaveFbrt2,WaveFbrt1)Setup1 : Sweep1a='3mm' b='1.56mm' c='1.56mm'dB(S(WavePbrt2,WavePbrt1)Setup1 : Sweep1a='4.75mm' b='1.56mm' c='1.56mm'dB(S(WavePbrt2,WavePbrt1)ri-9.00 34.0034.5035.0035.5036.00Freq GHz 由以上两图我们可知，按照最小驻波比和最小差损的标准，我们可以得出，在a=4.5mm, b 在1mm到2mm之间取值时，c在1mm到2mm之间取值可以得到最小的驻波比和差损。 三.精确确定调谐块的大小所以我们在做精细选择时同时设定：a取4mm到5mm，步进精度为0.2mm，b和c取 1mm到2mm之间，步进精度为0.2mm。我们的扫描频率范围依然设为34GHz到到 36GHz， 步进精度为0.2GHz。VariationabcVSWR(WavePort2): Freq(35GHz)1664.8mm1.6mm1.6mm1.104317578224mm1.6mm1.6mm1.108083552944.4mm1.6mm1.6mm1.112386228584.2mm1.6mm1.6mm1.1160753872025mm1.6mm1.6mm1.1169960731304.6mm1.6mm1.6mm1.117118085884.4mm1.4mm1.6mm1.1984686232015mm1.6mm1.4mm1.2164844461244.6mm1.4mm1.6mm1.216691374574.2mm1.6mm1.4mm1.220625358129 4.6mm1.6mm1.4mm1.220746018524.2mm1.4mm1.6mm1.220801257214mm1.6mm1.4mm1.2213116981654.8mm1.6mm1.4mm1.224348525934.4mm1.6mm1.4mm1.2260995761604.8mm1.4mm1.6mm1.22648829164mm1.4mm1.6mm1.2295685471965mm1.4mm1.6mm1.229887531975mm1.4mm1.8mm1.2839499671714.8mm1.8mm1.4mm1.2968911621614.8mm1.4mm1.8mm1.297372425634.2mm1.8mm1.4mm1.2988481992075mm1.8mm1.4mm1.3002961681254.6mm1.4mm1.8mm1.300836777274mm1.8mm1.4mm1.302260555994.4mm1.8mm1.4mm1.3037863911354.6mm1.8mm1.4mm1.30424391174mm1.4mm1.8mm1.304362206894.4mm1.4mm1.8mm1.30522021534.2mm1.4mm1.8mm1.305858028874.4mm1.4mm1.4mm1.41533141234.6mm1.4mm1.4mm1.4251231621955mm1.4mm1.4mm1.4475698911594.8mm1.4mm1.4mm1.456878668514.2mm1.4mm1.4mm1.4569964121674.8mm1.6mm1.8mm1.462206121154mm1.4mm1.4mm1.4625459761314.6mm1.6mm1.8mm1.4661615041724.8mm1.8mm1.6mm1.4696784242035mm1.6mm1.8mm1.4725312492085mm1.8mm1.6mm1.472729799954.4mm1.6mm1.8mm1.480770638234mm1.6mm1.8mm1.481193444644.2mm1.8mm1.6mm1.487962384284mm1.8mm1.6mm1.4892810111344.6mm1.8mm1.2mm1.492565448594.2mm1.6mm1.8mm1.4929457591915mm1.2mm1.8mm1.4938453732065mm1.8mm1.2mm1.4953466991554.8mm1.2mm1.8mm1.5001630571704.8mm1.8mm1.2mm1.501791391194.6mm1.2mm1.8mm1.505292809984.4mm1.8mm1.2mm1.505545771由此表格可以得出，当a在4mm到5mm之间，b和c均为1.6mm时可以取得较小的 驻波比，其中当a取4.8mm时，驻波比最小，题目要求我们的驻波比小于1.1，所以我们可 以继续进行仿真，方法是在a取4.5mm到4.8mm间进行仿真可得下表：VariationaVSWR(WavePort2): Freq(35GHz)44.65mm1.09723427164.75mm1.09795255274.8mm1.101347125Ansoft Corporation可得当a=4.65mm，b=1.6mm，c=1.6mm时，中心频率满足驻波比小于1.1。 可得当a=4.75mm，b=1.6mm，c=1.6mm时，中心频率满足驻波比小于1.1。 现在对 a=4.75mm，b=1.6mm，c 为 1.5mm 至U 1.6mm，步进精度为 0.02mm；VariationcVSWR(WavePort2): Freq(35GHz)21.52mm1.04892745441.56mm1.05003714231.54mm1.057707712可得当我们取c=1.52时取得最小值现在对 a=4.75mm，c=1.52mm，b 为 1.5mm 至U 1.6mm，步进精度为 0.02mm；VariationbVSWR(WavePort2): Freq(35GHz)61.6mm1.04892745451.58mm1.05350937831.54mm1.06732567最终选取的长度为 a=4.75mm，b=1.6mm， c=1.52mm驻波比图：.Curve InfoVSWR(WavePort2)Seiupi : SweepiXY Plot 3HFSSDesignl1.0581.0571.0561.05034.5034.7535.0035.2535.50Freq GHz由图可以看出，在带宽内的驻波比试小于1.1的，满足题目要求。最后得到的差损图：-0.0047-0.0048-0.0049-0.0050-0.0051-0.0052-0.0053-0.0054-0.0055-0.005635.5034.7535.0035.25Freq GHz
