Современная электроника №4/2022

ВОПРОСЫ ТЕОРИИ 55 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 4 2022 тинки» полной структуры (см. рис. 4), когда на разрезах были введены одна плоскость Perfect H и одна плоскость Perfect E. Сравнение результатов на рис. 6 и 7 показывает значительные отличия как для коэффициентов отражения, так и коэффициентов прохождения. Для проверки был выполнен расчёт структуры той же геометрии с помо- щью другой программы путём реше- ния системы интегральных уравне- ний для магнитных токов в отверстиях связи (метод моментов) [4]. Результа- ты расчётов показаны на рис. 8. Лег- ко видеть, что результаты расчётов по методу моментов в части элемен- тов матрицы рассеяния для моды ТЕ11 совпали с результатами расчётов в ANSYS HFSS для «четвертинки» (рис. 7). На рис. 8 дополнительно даны S11full, S22full – коэффициенты отражения и передачи, рассчитанные по сумме мощностей всех отражённых и про- шедших мод. При выходе из отсечки волны TM11 подводящего волновода (см. табл. 1) видим отличия полного коэффициента отражения S11full от коэффициента отражения S11 толь- ко по волне ТЕ11. Анализ показывает, что расчёт пол- ной структуры (рис. 1) в Ansys HFSS в лоб давал ошибочный результат, так как на волновом порту больше- го круглого волновода (порт 2) не были учтены все распространяющи- еся моды. Эти моды оказывались зако- роченными в волноводе, что приво- дило к неверному результату. Таким образом, разрешённых 25 мод уже недостаточно для корректного учё- та всех распространяющихся волн даже для круглого волновода срав- нительно небольшого диаметра 2,4 λ (для 10 ГГц – средней частоты диапа- зона расчёта). При расчёте же «четвер- тинки» структуры на волновых портах учитывались только моды, имеющие две плоскости симметрии (Perfect E и Perfect H), ненужные моды сепариро- вались, поэтому здесь было достаточ- но разрешённых 25 мод. Проведём далее аналогичный расчёт для падающей моды ТМ01. На рис. 9 и 10 даны результаты расчё- та в ANSYS HFSS для полной структуры и для «четвертинки» (с введением двух плоскостей Perfect H) соответственно. На рис. 11 даны результаты расчёта по методу моментов. Как и для случая падения волны ТЕ11, здесь наблюдается совпадение результатов расчёта только Рис. 9. Коэффициенты отражения и прохождения волны ТМ01 для осесимметричного ступенчатого перехода (полная структура, рис. 1) Рис. 10. Коэффициенты отражения и прохождения для волны ТМ01 для осесимметричного ступенчатого перехода («четвертинка», рис. 4) Рис. 11. Коэффициенты отражения и прохождения для осесимметричного ступенчатого перехода, падение волны ТМ01 (расчёт методом моментов)