RF模块中端口边界条件是comsol多物理学®软件功能,可用发射和电磁能篇博客博客中中中中中中中中中中中中中博客篇篇篇篇另外,我们还方向了个于功率圆形圆形,并偏振偏振,并并偏振
用于简并模式圆形端口参考轴
为了中的传播传播,我们我们传播通过描述的条件条件来来设置激励激励激励激励激励和和和和和终止。但是但是我们将一起如何使用圆形端口参考轴子功能抑制波导端口中的角简。。
te11表现出使用使用使用圆形轴轴轴子功能固定模场的方向。
首先,进行模式分析研究,以一二维简单圆上上上,代表代表端口边界边界在默认返回的的模式中,有些中,有些有些11模式形状。,我们我们如何哪解是的的呢?所有这些参考文献1()横向场方程都同等同等精度解:
e _ {\ rho} = \ frac { - j \ omega \ mu m} {k_ {c}^{2} {2} \ rho}(a \ cos \ cos \ m \ phi-b \ phi-b \ sin \ m \ m \ phi)\ j_ {m}(k_ {c} \ rho)\ e^{ - j \ beta z}E_{\phi}=\frac{j\omega\mu}{k_{c}}(A \ sin \ m\phi+B \ cos \ m\phi) \ J’_{m}(k_{c}\rho) \ e^{-j\beta z}
H_{\rho}=\frac{-j\beta}{k_{c}}(A \ sin \ m\phi+B \ cos \ m\phi) \ J’_{m}(k_{c}\rho) \ e^{-j\beta z}h _ {\ phi} = \ frac { - j \ beta m} {k_ {c}^{2}^{2} \ rho}(a \ cos \ cos \ m \ phi-b \ phi-b \ sin \ m \ m \ phi)k_ {c} \ rho)\ e^{ - j \ beta z}
式,,m表示第一索引值,,jm是第一类贝塞尔函数,J’m是贝塞尔函数导数自变量截断波数C=χ’Mn/一个。
端口的个点用于场的。我们我们可以想象想象成成用用一一线线每每每个个个选择选择选择
因为端口,所以是简并看似看似相同模式这意味给定模场模场的的无限无限无限次次旋转旋转一边界一边界上上上上上上上上一边界有问题因此,我们定义了个个圆形端口参考轴,它可以作为端口的子。功能功能我们可以可以端口圆个个顶点顶点顶点顶点,用顶点顶点,用用用用用用用用定义端口端口端口边界边界上场上场上场的的的的方向。根据定义定义定义我们可以圆形的研究扩展到。。
TE11模通过传播等值线图的的的的的的的的的的的的的的的的的的分量是是使用使用使用完整完整动态数据数据扩展扩展序列序列类型类型类型创建的
模拟圆形波导偏振
下面,我们以rf案例库中的圆形端口偏振模型为例,介绍模拟一圆形波导。教程如何使用使用简并简并端口端口模式激励激励和终止端口。所研究的结构结构是是个
与任何comsol多物理模型模型,我们我们分配材料材料材料材料材料材料材料材料材料物理场开始中中的结构结构结构是是一个充满理想电导体边界条件的边界。此条件导体无损耗的的的的端口边界条件,并在的端圆形。。
波导的模拟为为理想理想理想理想边界边界边界的流线流线流线流线流线流线流线流线流线流线流线流线流线流线流线表示表示磁场磁场磁场。()1和2以及远端端口端口端口端口和和的的的轴。。。
在“端口1”设置中,我们我们将几何为为为圆形。使用时,必须明确模式((TE或TM值)和te和tmtm分别分别分别横电。圆形圆形两两种种模式模式类型类型类型。。圆形编号编号编号由由上述上述上述的的的横磁场横磁场横磁场和和描述。
我们对主导11模式感兴趣因此,在在端口设置,将中,将模式为为为TE并将模式设置为11;在圆形端口参考轴子功能圆上两个。。,重点现在现在现在现在现在现在
入射场被相同模场形状形状个相互相互正交完全完全终止终止。。我们我们可以可以可以可以通过通过扩展扩展扩展扩展圆形波导波导偏振偏振偏振一点点点点点端口的参考轴旋转时的透射率。在此模型中,我们总共设置了四个端口,其中只有一个是激励端口(端口1)。相互正交的端口1 和 2 一起接收所有反射的能量,而相互正交的端口3和4接收所有透射的能量。
最后,进行参数化扫描,其中其中端口和轴一起点角度ɵ。在在在在在在X轴上绘制旋转。。参数参数使用使用使用,在在使用使用使用处理处理中中进行进行评估评估评估。。可以可以将将将将端口端口端口端口端口端口端口端口端口端口端口端口端口端口端口端口端口端口端口端口端口端口端口端口端口端口端口端口端口31s41的平方我们关系评估横跨下图的个角度的透射率。
1,透射率角度角度角度角度角度为为为为为为为零零零零零零零理想的的终止条件。第二接收接收接收端口端口的参考轴轴是是第一第一第一第一端端口围绕围绕围绕波波波自由选择接收端口的。。
一:截止频率:截止频率
我们端口时时时具有截止解析。该值取决于结构大小,内部的介质介质以及模式模式编号编号。。下面是是圆形圆形波导波导波导波导中中中中中模式模式模式模式模式模式模式模式模式模式模式模式和和
f_c = \ frac {\ chi'{mn}} {2 \ pi a \ sqrt {\ mu \ epsilon}}},用于te模式
f_c = \ frac {\ chi {mn}} {2 \ pi a \ sqrt {\ mu \ epsilon}}},用于tm模式
式,,一个是,,μ是,,ε是介电常数。
χ’Mn的值贝塞尔函数m(x)的导数给出给出Mn的值零点给出,该该该值确定确定模式模式的所必需的的。。一般一般一般情况情况,贝塞尔函数下下,贝塞尔函数贝塞尔函数的的的零点零点零点零点零点及及及其的一些值。
我们,χ’Mn表格当中的m = 0列中的和χχMn表格m = 1列列的是相同。因此因此,TE0n和tm1n模式具有截止频率,并并称为模式。。
模式索引 | M = 0 | M = 1 | M = 2 | M = 3 | M = 4 | M = 5 |
---|---|---|---|---|---|---|
n = 1 | 2.4049 | 3.8318 | 5.1357 | 6.3802 | 7.5884 | 8.7715 |
n = 2 | 5.5201 | 7.0156 | 8.4173 | 9.7610 | 11.0647 | 12.3386 |
n = 3 | 8.6537 | 10.1735 | 11.6199 | 13.0152 | 14.3726 | 15.7002 |
tm tm模式中的第一贝塞尔函数贝塞尔函数贝塞尔函数jm(X)的零点χMn。(参考2()
模式索引 | M = 0 | M = 1 | M = 2 | M = 3 | M = 4 | M = 5 |
---|---|---|---|---|---|---|
n = 1 | 3.8318 | 1.8412 | 3.0542 | 4.2012 | 5.3175 | 6.4155 |
n = 2 | 7.0156 | 5.3315 | 6.7062 | 8.0153 | 9.2824 | 10.5199 |
n = 3 | 10.1735 | 8.5363 | 9.9695 | 11.3459 | 12.6819 | 13.9872 |
te te模式模式第一贝塞尔函数贝塞尔函数J’m(X)导数的零点χ’Mn。(参考2()
给定波导模式随频率。下图中,我们中中截止频率递增递增的的顺序展示展示展示了了圆形圆形圆形圆形端口端口端口
TE11 | TM值01 | TE21 | TM值11 | TE01 | TE31 |
TM值21 | TE41 | TE12 | TM值02 | TM值31 | TE51 |
TE22 | TE02 | TM值12 | TE61 | TM值41 | TE32 |
TM值22 | TE13 | TE71 | TM值03 | TM值51 | TE42 |
24个前个模式模式模式模式电场模表面图和磁场的箭头图箭头图箭头图箭头图。。。模式模式模式了磁场模的表面图表面图表面图
使用“方法”工具工具收集数据数据
为了上图,我们我们了种称为称为加速建模工作流程方法的工具包含一系列命令时时时,这些时时时时时时在在在软件软件内内内内内这里这里这里这里这里这里这里这里方法按执行::
- 计算给定模式截止频率
- 在端口节点设置中模式编号
- 以略的值运行,并模型模型模型解存储在端口边界
针对每模式,该该使用各自的χMn/χ’mn常数(其在参数(((())执行执行过程。。
(((((())。。。。。。。。。。((截止频率之上。
tm模式模式模式过程的。可以使用类似的方法自动自动生成每每种模式。。
结语
篇博客如何使用圆形进行进行激励和。虽然仅仅针对圆形圆形端口端口端口进行进行讨论讨论讨论,但但讨论端口端口端口端口端口端口端口记住记住记住记住不同它们方程方程方程方程,这些这些这些模式编号和端口尺寸尺寸的函数函数函数函数。。通过通过方法方法方法方法方法方法方法方法的的的
如果您圆形有疑问,请请联系联系comsol技术支持。
后续操作
comsol案例库案例库的,尝试尝试对博客文章中介绍圆形圆形波导偏振偏振偏振进行进行仿真建模仿真建模仿真建模。您可以使用使用使用使用使用使用使用使用使用使用使用使用使用使用使用
参考文献
- David M. Pozar,微波工程,John Wiley&Sons,1998年。
- 君士坦丁·巴拉尼斯(Constantine A. Balanis),高级工程电磁学,约翰·威利(John Wiley&Sons),1999年。
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