实验三.微波混合接头

实验三微波混合接头的设计与仿真姓名：曾华兆班级：通信162班学号：6110116078实验类型：设计实验日期：2019.6.1一．实验目的(1)学会用HFSS软件结合理论知识设计微波混合接头；(2)学会分析微波混合接头元件的S参数及性能；（3）掌握HFSS13仿真软件的使用。二．实验内容设计一个微波混合接头，其指标要求如下：工作频率为4GHz，最终获得S参数曲线的仿真结果和场分布图形。三．实验设备(1)装有Windows系统的PC一台(自备)；(2)AnsoftHFSS13软件；(3)截图工具。四．实验原理在魔T中（图5-1-30），当TE10模微波信号从p1端口输入时，不能在端口p3内激发电磁场，即端口p3隔离，信号由端口p2和p4反相等分输出（E面T特征）；当信号从端口p3输入时，不能在端口p1内激发电磁场，即端口p1隔离，信号由端口p2和p4同相等分输出（H面T特征）。五．实验结果与分析S参数曲线如上图所示。从图中可以看出S(p2,p1)和S（p4,p1）曲线基本重合，满足功率等分要求。在中心频率4GHZ时，端口1的自反射S11大约为-10.4611dB,从端口1到端口2和从端口1到端口4的传输量（S21，S41）为-3.4224dB，接近理想值-3dB。而端口1到端口3的传输量S31为-54.1378dB，得到充分的隔离。而此时S（p2,p1）,S(p4,p1)在4GHZ时的相角分别是-277.9660°，-97.9892°，基本相差180°，从幅度和相位方面都满足E面T的特征。魔T的场分布从上图中可以看出在端口1被激励后，电磁波传输带端口2和端口4的过程中电场场强分布情况，而场分布图的动态显示更直观的演示了魔T元件中电磁波的传播过程。需要注意的是当端口1被激励后，端口3附近几乎没有电磁波的存在，端口1和端口3隔离的。六．实验体会和建议本次实验是本课程的第三次软件实验，通过本次实验掌握了微波混合接头的工作原理，直观了解了S参数曲线的图形结果，学会了在HFSS软件中魔T的场分布的动态显示方法，魔T元件可以看作是两个T形接头组合的结果，也可以看作是特殊的3dB电桥。掌握了魔T的主要技术指标，对课本理论知识起到了很好地实践作用。此次实验中发现课本与软件有一些不匹配之处，造成了一定的麻烦，建议老师在实验前跟学生说明，减轻学生的压力，便于学生更快更好地进行实验。