微波傳輸中高階模及轉(zhuǎn)換規(guī)律的分析方法研究.pdf

1、電磁波需要以單一的工作模式在微波傳輸線中低耗傳輸,然而傳輸線中存在的不連續(xù)性結(jié)構(gòu)使得信號(hào)傳輸?shù)男蚀蟠蠼档?。在微波系統(tǒng)中,不連續(xù)性會(huì)引起信號(hào)的反射、與附近電路的耦合,嚴(yán)重時(shí)會(huì)使系統(tǒng)無(wú)法工作。
　　 隨著微波技術(shù)的發(fā)展和科技的不斷進(jìn)步,不斷集成化和復(fù)雜化的微波系統(tǒng)對(duì)傳輸信號(hào)的準(zhǔn)確性、高效性、高頻率等方面的性能要求越來(lái)越高。因此,如何消除不連續(xù)性的影響,以及如何提高微波系統(tǒng)和微波器件中信號(hào)傳輸?shù)男屎蜏?zhǔn)確度,越來(lái)越受到人們的關(guān)注,并

2、成為研究重點(diǎn)。
　　 本文以FDTD算法為基礎(chǔ),結(jié)合了微波系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求、FDTD算法的優(yōu)勢(shì)以及MATLAB軟件強(qiáng)大而又靈活的后處理能力,對(duì)微波傳輸線不連續(xù)性的傳輸特性進(jìn)行了全面的分析和研究。
　　 文章首先簡(jiǎn)單介紹了微波傳輸線的相關(guān)概念以及FDTD算法的基本原理,進(jìn)而建立物理模型進(jìn)行模擬仿真,并將提取的參數(shù)與軟件HFSS以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,驗(yàn)證了該算法的正確性；然后對(duì)傳輸線中高階模的影響進(jìn)行簡(jiǎn)要分析,并通過(guò)時(shí)空傅里葉

3、變換(TSFT)以及橫向電磁場(chǎng)諧振原理(TFR)兩種方法計(jì)算得到了矩形波導(dǎo)和微帶線的主模和高階模的截止頻率,提取出不同模式的傳播常數(shù)或衰減常數(shù):最后運(yùn)用奇異值分解法(SVD)獲得了傳輸線上不同模式的電磁場(chǎng)分布、能量關(guān)系、色散關(guān)系、傳播常數(shù)等,并對(duì)不同的方法、不同軟件提取的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,在誤差允許范圍內(nèi)基本一致。
　　 METLAB軟件被用來(lái)對(duì)本文的數(shù)據(jù)進(jìn)行了后期處理,其強(qiáng)大而又靈活多變的功能為微波傳輸中的高階模及其轉(zhuǎn)換規(guī)律的研究