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2024年4月13日发(作者：软考java大题)

一 实验目的

1 学会使用Ansoft软件hfss工具包分析波导问题的基本步骤。

2单频计算给定工作频率下主模式的传播常数。

3 计算主模式的矢量场分布，通过动态模拟观察波的传输和截止，进而理解传输

模和截止模，波导工作带宽的概念。

二 实验原理

矩形波导的传输模式为TE

mn

和TM

mn

模。

对于每个模式，存在截止频率f

cmn

，当工作频率

大于截止频率f

cmn

时TE

mn

和TM

mn

模传输，工

作频率小于截止频率时模式截止。

矩形波导一般工作于单模状态。截止频率

最低的模式叫做波导的主模，波导单模工作时

传输模为主模，其余模式截止。主模和第一个

高次模的截至频率之间的频率范围为波导的工作带宽。

截止频率的计算公式为

f

cmn

=

ω

cmn

1

=

2π

2πµε

(k

xm

)

2

+(k

xn

)

2

=

1

2µε

mn

()

2

+()

2

ab

图1 矩形波导

各个模式的传播常数为

k

zmn

=ω

2

µε−(k

xm

)

2

−(k

yn

)

2

=k1−(

f

c

2

)

f

三 Ansoft hfss分析波导问题的基本步骤

以a=19mm，b=9.5mm的矩形波导为例，计算频率为5GHz和10GHz时的波导

特性参数，介绍Ansoft hfss分析波导问题的基本步骤。

●单频计算5GHz时主模特性

1、点击桌面的MaxwellControl Panell图标，启动ansoft，启动后的工作环境如图

2所示：

图2 Maxwell控制面板

2、点击PROJECTS，进入工程文件的编辑窗口。如图3所示：

1

PDF 文件以 "PDF 制作工厂" 试用版创建 Ù

图3 Maxwell工程界面

3、 点击New，弹出新建工程命名及选择工具包菜单（图4），我们给新建文件命

名为rectangular，工具包选择Ansoft High Frequency Structure Simulator

8。

图4 文件命名菜单

4、点击ok出现HFSS的工作界面（图5）

图5 HFSS工作界面

5、在Driven Solution选项中有两个选项Driven Solution（有激励源问题）和

Eigenmode Solution（本征模问题）。对于波导我们选择Driven Solution。

6、点击Draw进入画图的工作环境，如图6所示：

2

PDF 文件以 "PDF 制作工厂" 试用版创建


本文标签： 波导 工作 模式 问题 频率

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