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【摘 要】在矩形波导中,经常使用介质移相器,通过移相器在波导中的位置调节相位,位置与相移量存在一定的数学关系,本文通过积分公式、仿真计算与实测值对比,验证公式有效性,为介质移相器提供了设计方法。
【关键词】介质片 锥形过渡 HFSS仿真
1 概述
矩形或正方形波导中安放薄介质片做成可调波导移相器时,常希望得到介质片在波导中放置的位置L时的相移量的计算公式,如图1所示。为降低介质片对驻波的影响,通常将介质片设计为锥形过渡的形状,如图2所示。
2 相移量的计算公式推导
3 设计实例
已知λ=32mm ,a=22.86mm ,t=2.82mm ,εr=2.55。根据公式(4)~(10),并根据实际情况优化S1和S2,使其满足公式S=(S1+S2)/2。编程得到φ(L)—L的关系曲线,并与测试结果对比。
图3画出了的φ(L)的测试曲线和计算曲线。
由图中可以看出,在L=4mm左右,测试值和计算值之间的差异较大,经分析,产生测试曲线和计算曲线偏差的主要原因如下:①测量过程中不可避免的测试误差;②εr值存在公差带范围,一般为±2%;③介质片两端尖头过渡段不匹配引起的反射影响,需要通过优化减小驻波系数;④计算公式未能考虑到介质片支撑圆杆引起的反射和相移;⑤为了介质片能在波导中自由运动,设计时介质片的窄边比波导的b边要小0.5mm。
介质片两端尖端过渡段的尺寸和形状对驻波带来影响,这对相移量的测试结果影响较大,应尽量做到匹配。
从图1看出论最小值。但实际上由于制作公差的原因介质片长度方向和支撑移动杆不垂直的影响,介质片一般会有0.5mm的起始尺寸,即图1的L只能从开始变大,即在该设计实例中L的最小值=1.91mm。
【关键词】介质片 锥形过渡 HFSS仿真
1 概述
矩形或正方形波导中安放薄介质片做成可调波导移相器时,常希望得到介质片在波导中放置的位置L时的相移量的计算公式,如图1所示。为降低介质片对驻波的影响,通常将介质片设计为锥形过渡的形状,如图2所示。
2 相移量的计算公式推导
3 设计实例
已知λ=32mm ,a=22.86mm ,t=2.82mm ,εr=2.55。根据公式(4)~(10),并根据实际情况优化S1和S2,使其满足公式S=(S1+S2)/2。编程得到φ(L)—L的关系曲线,并与测试结果对比。
图3画出了的φ(L)的测试曲线和计算曲线。
由图中可以看出,在L=4mm左右,测试值和计算值之间的差异较大,经分析,产生测试曲线和计算曲线偏差的主要原因如下:①测量过程中不可避免的测试误差;②εr值存在公差带范围,一般为±2%;③介质片两端尖头过渡段不匹配引起的反射影响,需要通过优化减小驻波系数;④计算公式未能考虑到介质片支撑圆杆引起的反射和相移;⑤为了介质片能在波导中自由运动,设计时介质片的窄边比波导的b边要小0.5mm。
介质片两端尖端过渡段的尺寸和形状对驻波带来影响,这对相移量的测试结果影响较大,应尽量做到匹配。
从图1看出论最小值。但实际上由于制作公差的原因介质片长度方向和支撑移动杆不垂直的影响,介质片一般会有0.5mm的起始尺寸,即图1的L只能从开始变大,即在该设计实例中L的最小值=1.91mm。