Современная электроника №4/2022

ВОПРОСЫ ТЕОРИИ 57 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 4 2022 Рис. 15. Коэффициенты отражения (TE11) и прохождения (TE10) для перехода, падение волны ТЕ11 (полная структура, рис. 2) Рис. 16. Коэффициенты отражения (TE11) и прохождения (TE10) для перехода, падение волны ТЕ11 («четвертинка», рис. 5) Рис. 17. Коэффициенты отражения и прохождения перехода между круглым и прямоугольным волноводами, падение волны ТЕ11 (метод моментов) размер волноводов был равен всего 2,4 λ на центральной частоте. Расчё- ты показали, что для подобных про- стых вычислительных задач примене- ние ANSYS HFSS «в лоб» может давать ошибочные результаты из-за огра- ничения максимального числа мод в волновых портах 25 модами. Пробле- ма расчёта в ANSYS HFSS была реше- на путём использования плоско- стей симметрии для возбуждающих мод. Так, для случая падающей волны ТЕ11 были введены граничные усло- вия в форме электрической и магнит- ной стенок, была получена вырезка в виде «четвертинки» структуры, для которой ANSYS HFSS автоматически отбрасывал в волновых портах моды, не обладающие предписанными пло- скостями симметрии, в результате чего все распространяющиеся моды были учтены. Аналогичные плоскости сим- метрии вводились при возбуждении модами ТМ01 и ТЕ21. Результаты рас- чёта в ANSYS HFSS для «четвертинок» структуры сравнивались с результата- ми, полученными по методу моментов, показано полное совпадение резуль- татов. Проведённые расчёты продемон- стрировали необходимость для пользователя ANSYS HFSS внима- тельно контролировать число мод в волноводных портах и электри- ческий размер подводящих вол- новодов. Пользователь при работе с программой должен проявлять «гибкость», вводя по возможности плоскости симметрии для создания «вырезок» из структуры. Заметим, что метод моментов практически не имеет ограничений на электри- ческий размер подводящих волно- водов и число мод в портах, поэтому может быть использован для расчё- тов структур с подводящими волно- водами большого электрического сечения. В то же время метод момен- тов уступает ANSYS HFSS по универ- сальности и возможности анализа произвольных волноводных кон- струкций. Заметим, что если требу- ется выполнять расчёт структур без продольных плоскостей симметрии, то ситуация для ANSYS HFSS здесь усугубляется, так как нет возмож- ности делать вырезки из структу- ры («половинки» и «четвертинки»). В силу этого корректный результат может быть получен только для под- водящих волноводов с ограничен- ными сечениями.