实验1-矩形波导及T型接头的仿真优化

电子科技大学自动化工程学院标准实验报告（实验）课程名称微波技术与天线电子科技大学教务处制表电子科技大学实验报告学生姓名：余昊学号：2011079050003指导教师：高博实验地点：主楼C1-110实验时间：2014.5.17一、实验室名称：二、实验项目名称：矩形波导及T型接头的仿真优化三、实验学时：4学时四、实验原理：图1矩形波导模型利用CST电磁仿真软件，对矩形波导进行电磁仿真，模型如图1所示；图2T型接头模型建立T型接头模型，并通过优化销钉位置来使得T型接头匹配，模型如图2所示。五、实验目的：1）熟悉CST仿真软件；2）能够使用CST仿真软件进行简单矩形波导的仿真、能够正确设置仿真参数，并学会查看结果和相关参数。3）学会使用CST对参数扫描和参数优化功能。六、实验内容：1）熟悉CST仿真软件的基本操作流程；2）能够对矩形波导建模、仿真，并使用CST的时域求解器求解波导场量。3）在仿真软件中查看电场、磁场，并能够求解相位常数、端口阻抗等基本参数。4）使用CST对带销钉T接头建模；5）使用CST参数优化功能对销钉的位置优化。6）通过S参数分析优化效果。七、实验器材（设备、元器件）：计算机、CST仿真软件八、实验步骤：1）给出使用CST对矩形波导仿真步骤1.启动CSTMICROWAVESTUDIO后，新建一个“WaveguideCoupler”模板，设定建模环境，进行波导建模；2.设置端口，定义频率范围，定义边界条件；3.从瞬态求解器控制对话框（SolveTransientSolver（））开始仿真2）描述利用CST进行参数扫描和优化的基本步骤1.在瞬态求解器界面上选择“Par.sweep…”选项，在参数扫描对话框中，选择“Newseq.”,建立一个扫描序列；2.在“Resultwatch”对应的“Addwatch”下拉菜单中，选择“Sparameter…”，点击“Start”开始进行参数扫描。3.从瞬态求解器控制对话框（SolveTransientSolver（））中启动优化器；4.进行变量设置，设定优化目标，点击“Star”开始优化。九、实验数据及结果分析：1，计算3GHz下的相位常数和波导的特性阻抗Z，并同仿真结果比较，填写下表。要求：给出计算和Z的过程。表13GHz波导相位常数与特性阻抗计算值与仿真结果比对相位常数特性阻抗计算值45.2919522.985CST仿真结果45.4194521.51931014.7221.011.02π2919.4531014.7221.01120π=522.9852，从仿真的各个模式中，找出TE20模，并给出分析过程。截图给出1端口上的Ex、Ey、Hx、Hy、Hz的场分布图。Ex：22ckk221c21021TEaHEZxyEy：Hx：Hy：Hz：3，T型接头优化过程中的曲线，包括：未加销钉时的S参数曲线，加入销钉后参数扫描的S参数曲线，最终的优化结果。未加销钉时：加入销钉后：优化后：十、实验结论：1.3GHz下的相位常数和波导的特性阻抗Z的仿真结果和计算值基本相同；2.加入销钉能优化参数，销钉的位置不同优化效果也不同。十一、总结及心得体会：通过这次试验熟悉了CST仿真软件对矩形波导及T型接头的建模和仿真，学会了使用CST对参数扫描和参数优化功能。报告评分：指导教师签字：