窄边双脊波导传输特性的分析

2 0 1 3年第4期文章编号： l O O 9— 2 5 5 2 ( 2 0 1 3 ) 0 4— 0 1 4 5— 0 2 中图分类号： T N 8 1 4 . 7 文献标识码： A

窄边双脊波导传输特性的分析尚福财，朱守正(华东师范大学信息学院，上海 2 0 0 2 4 1 )

摘

要：文中基于矢量有限元法对窄边双脊波导传输特性进行分析，分别在波导的宽边和窄边

加载 T型脊，计算波导的截止波长和单模带宽。通过比较脊位置的变化，给出不同模式的场图， 并且指出了这种新型加脊波导的优缺点。

关键词：脊波导；截止波长；单模带宽；场分布图；矢量有限元法；H F S S

An a l y s i s o f t r a n s mi s s i o n c h a r a c t e r i s t i c s 0 f s h o r t . s i d e d o u b l e r i d g e d wa v e g u i d eS HANG F u— c a i . ZHU S h o u。 z h e n g ( S c h o o l o f I n f o r ma t i o n, E a s t C h i n a N o r ma l Un i v e r s i t y, S h a n g h a i 2 0 0 2 4 1, C h i n a )Ab s t r a c t:Th e t r a ns mi s s i o n c h a r a c t e is r t i c s o f s h o r t— s i d e do u b l e id r g e d wa v e g u i d e a r e a n a l y s e d b y t h e

v e c t o r i f n i t e— e l e me n t me ho t d . Wh e n t h e T— s h a p e d i r d g e a r e l o c a t e d o n he t w a v e g u i d e s h o t r s i d e a n d wi d es i d e, he t c u t o f wa v e l e ng t h a n d s i n g l e— mo d e b a nd wi d h t a r e c a l c u l a t e d r e s p e c t i v e l y. By me a ns c o n t r a s t i ng wi h t he t e fe c t o f t h e id r g e l o c a t i o n, t h i s p a p e r g a v e t

h e ie f l d p a t t e r n o f d i fe r e n t mo d e a n d p o i n t e d o u t he t me it r s a n d d r a wb a c ks o f t h i s ne w t y pe r i d g e wa v e g u i d e . Ke y wo r ds:r id g e d wa v e g u i d e;c u t o f wa v e l e ng t h;s i ng l e— mo d e ba n d wi d h;f t ie l d pa t t e r n; v e c t o r f i ni t e— e l e me n t me t h o d; HF S S

0 引言在现代雷达、电子通信和射频开发等领域，波导器件有着广泛的应用。由于双脊波导具有主模截止频率低、特性阻抗小、尺寸小等优点，双脊波导相对于普通波导性能更加卓越。脊波导的发展非常迅速，种类繁多。比较常见的有双脊波导、梯形波导、不规则四边形波导。分析波导传输特性的常见方法有有限元法 J、模式匹配法、横向共振法、频域差分法、积分方程法。但是目前大多数的研究主要集中在波导的宽边加脊，对波导窄边加脊的研究还很少，本文通过矢量有限元法对窄边双脊波导的传输特性进行分析。

1 理论分析窄边双脊波导的横截面如图 1所示，波导内部是均匀各向同性介质。其相对电容率和电导率分别为s,,,波导电磁场满足以下麦克斯韦方程：V× E=一 ,日 ( 1 ) ( 2 )

V× H= J 0占 E

通过比较以上电磁场方程，可以得到磁场向量的波动方程：V×(V×日)一I j},, H= 0。

( 3 )

‰和∞分别代表波数和角频率。k 一￣ o/ - L o= o 等式中的。和。分别表示自由空间的相对电收稿日期：2 0 1 2—1 1— 2 6

矢量有限元法通过减少电磁场中的冗余模式进

而增强矢量场的连续性，这种方法对于计算窄边脊波导的传输特性是非常方便的。从计算所得的 T E 模式的截止波长的结果可以看出，窄边双脊波导的单模带宽比宽边双脊波导明显减少]。

作者简介：尚福财( 1 9 8 8一),男，在读硕士，

研究方向为微波天线与波导器件。

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