同轴波导转换器 一. 激励准则 将 坡 印 亭 定 理 应 用 于 激 励 耦 合 问 题 , 可 推 出 解 决 这 类 问 题 的 激 励 准 则 。 假 设 E 和 H 是 波 导 中 某 一 模 式 的 电 场 和 磁 场 ,*eJ 和mJ 是 外 加 的 等 效 电 流 源和 磁 流 源 , 及 探 针 。 如 果()0emVE JHJdv那 么 该 种 模 式 的 场 是 不 能 被 激 励的 , 否 则 是 可 以 被 激 励 的 。 从 这 条 准 则 可 知 , 要 使 电 磁 波 同 轴 与 波 导 之 间 有 效 转 换 , 应 使 探 针 位 于 E 最强 , 且 方 向 与 其 平 行 的 位 置 ; 或 者 使 用 环 状 探 针 , 放 在 H 最 强 , 且 环 平 面 与 其垂 直 的 位 置 。 二. 半封闭矩形波导的 TE10模式 在 给 定 的 边 界 条 件 下 求 解 核 姆 赫 兹 方 程 , 可 得 半 封 闭 波 导 的 TE10模 式 的 解 析解 : 22220,0sinsinsincoscossinxzyyzzxzzzzEEHxEAk zaiAkxHk zaiAxHk zaakca ( z 的 零 点 取 在 封 闭 端 ) 以 L 波 段 WR-650 波 导 为 例 ,用 HFSS 软 件 分 析 其 内 部 场 分 布 以 及 波 壁 上 的 电流 分 布 情 况。 WR-650 的 参数如 下 : 内 部 尺寸165.1mm×82.55mm, 外 部 尺寸169.16mm×86.66mm, 工作频带1.12GHz-1.70GHz, 截止频率0.908GHz。 图1.电场分布 图2.磁场分布 分析结果与理论计算一致。且动画显示,半封闭波导内的波模是驻波。 图3.波导壁上的电流分布 比较图1 和图3 可以发现,波导壁上的电流分布与波导内部与其平行的平面上的电场分布相同。 三. 同轴探针的最佳安装位置 根据以上的分析可知,探针应安置在距封闭端1/4(或3/4,5/4,…)波长的位置,且垂直于并位于宽边中央。 图4.OMT 示意图 图4 中使用的波导是上面提到的WR-650,同轴线是RG-8A/U,其参数如下: 内导体直径 0.0855in,外直径 0.285in.探针取在距封闭端 50mm 位置处,插入深度 50mm,用HFSS 分析其端口,S11 和 S12 情况如下 俄 图5.S 参量分析结果(1 端口为波导端口,2 端口为同轴端口) 探针与封闭端距离d=50mm,相对于工作波段,大约为1/4 个波...