Современная электроника №4/2022

ВОПРОСЫ ТЕОРИИ 56 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 4 2022 Рис. 12. Коэффициенты отражения и прохождения волны ТЕ21 для осесимметричного ступенчатого перехода (полная структура, рис. 1) Рис. 13. Коэффициенты отражения и прохождения для волны ТЕ21 для осесимметричного ступенчатого перехода («четвертинка», рис. 4) Рис. 14. Коэффициенты отражения и прохождения для осесимметричного ступенчатого перехода, падение волны ТЕ21 (расчёт методом моментов) для «четвертинки» и метода моментов. Для полной структуры (рис. 1) имелся неверный расчёт для частот f>11,4 ГГц, где возбуждались высшие моды, не учтённые в волновых портах. Проведём аналогичный расчёт для случая падения моды ТЕ21. Результа- ты ANSYS HFSS даны на рис. 12 и 13 для полной структуры и для «четвер- тинки» (с введением двух плоскостей Perfect H) соответственно. Результа- ты расчёта на рис. 12 демонстрируют наличие резонанса в области частоты ≈ 11,3 ГГц, данный резонанс отсутству- ет на рис. 13. На рис. 14 даны резуль- таты расчёта по методу моментов. Как и в двух предыдущих случаях, результаты расчётов методом момен- тов совпадают с расчётом методом конечных элементов в ANSYS HFSS только для вырезки в виде «четвер- тинки» структуры. Проведём дополнительно расчёт для волноводных конструкций на рис. 2 и 5 при падении волны ТЕ11 вертикаль- ной поляризации в круглом волноводе. На рис. 15 и 16 даны результаты расчёта в Ansys HFSS для полной структуры и для «четвертинки» (YOZ – Perfect H, XOZ – Perfect E) соответственно. Коэффици- ент передачи в прямоугольный волно- вод дан для моды ТЕ10. На рис. 17 даны результаты расчёта по методу момен- тов. Как и ранее, корректный резуль- тат в ANSYS HFSS был получен толь- ко для «четвертинки». Заметим, что, в отличие от осесимметричной зада- чи (рис. 1 и 4), где задача разделяется по независимым гармоникам поля, в задаче о переходе к прямоугольному волноводу в круглых апертурах свя- зи возбуждаются все нечётные гармо- ники поля (TE1m+TM1m, TE3m+TE3m, TE5m+TM5m и т.д.). Заключение С помощью программы ANSYS HFSS проведены расчёты двух модельных волноводных задач. Первая модельная задача представляла собой ступенча- тый осесимметричный переход между круглыми волноводами при возбужде- нии тремя разными модами круглого волновода (TE11, TM01 и ТЕ21). Вторая модельная задача представляла собой тот же ступенчатый переход, но закан- чивающийся прямоугольным волно- водом (вместо круглого); при этом структура имела две плоскости сим- метрии. Ширина относительной поло- сы частот при расчёте составляла 40% (8 ÷ 12 ГГц), наибольший поперечный