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波导无源器件的模式匹配法研究

高美丽  
【摘要】: 本文应用模式匹配法(MMM)分析波导结构中的一些不连续性问题,并结合滤波器设计理论,设计了几种结构的带通滤波器。 采用模式匹配法对圆波导、矩形波导、圆波导与矩形波导连接结构中若干不连续性基本单元进行了分析。以圆波导同轴对称阶梯为例,匹配不连续性处的横向电场和磁场,推导出了具有通用性的各散射参数表达式,以及膜片基本单元的散射矩阵公式。对于非同轴不对称圆波导阶梯、矩形波导以及矩形波导与圆波导连接结构形式的不连续性分析,先确定其中的本征函数和归一化系数,然后按照前面通用的公式求出相应的散射矩阵。在这些研究中,以圆波导与矩形波导连接结构的分析较为复杂。这是由于圆波导与矩形波导的坐标不统一,为了方便分析,必须根据连接结构形式进行相应的坐标转换。在分析大矩形波导与小圆波导的连接结构中,将矩形波导中的直角坐标转换成圆波导中极坐标进行分析。相应的在分析大圆波导与小矩形波导的连接结构中,将圆波导中的极坐标转换成矩形波导中的直角坐标进行分析。 最后结合微波滤波器的设计理论设计了几种带通滤波器,给出了模式匹配法和HFSS的仿真比较,结果表明仿真数据和模式匹配法所得数据吻合很好。


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