矩形波导的仿真（HFSS+Matlab）

矩形波导的仿真（HFSS+Matlab）

矩形波导知识点

  矩形波导是单导体结构，不能传输TEM模，只能传输TE模或TM模。尽管矩形波导中可能存在无数个TE模和TM模，但是否能在波导中传输，取决于工作波长和波导尺寸之间的关系。因此可以通过选择合理的的工作波长和波长尺寸,仅让需要的模传输。
  矩形波导主模是TE₁₀。对于TE模，E_z=0,H_z≠0，因此电场分布在矩形波导的横截面内，而磁场在空间形成闭合曲线。

矩形波导中电磁波

• 无论什么形式的电磁波要在波导中存在，满足以下条件：
  场结构满足波导边界条件
  传输信号的工作频率高于该模式截止频率
  

矩形波导HFSS仿真

• 仿真铜制BJ-48矩形波导工作在5cm波段（3.94~5.99GHz），矩形波导横截面宽47.55mm，横截面窄边22.15mm

创建模型

• 该长方体为金属矩形波导，需要将除了左、右端口面之外的其他四个面都设置为Perfect E。
  
• 将长方体看成波导传输线，需要有相应的输入和输出端，取末端为端口面，设置积分线（积分线一般选取端面中心线位置）。

设置求解条件

• 设置求解频率
  
• 添加扫频设定
  
  并设置扫描频率，如下：
  
• 仿真之前检查前期工作是否完成

观察仿真结果

• 观察工作频率为4.5GHz时，波导内场分布为TE₁₀

结果如下：

Matlab仿真

• 用Matlab实现矩形波导电磁场分布绘制 原链接点击此处