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5.3.2 HFSS波端口激勵的設置步驟

    波端口四周默認的邊界條件是理想導體邊界，因此對于波導或同軸線這類橫截面閉合的 器件，端口截面四周都是導體，波端口直接定義在其終端橫截面上即可。而對于微帶線、帶 狀線、共面波導等開放或半開放結構的傳輸線，電磁場并不完全束縛在導體和參考地之間， 部分電磁能量會輻射到傳輸線四周的空氣和介質中，如圖 5.33 所示。此時設置的波端口需要 有足夠大的尺寸，以避免電場耦合到波端口邊緣上，影響傳輸線的特性，進而影響到計算的 準確性。下面根據工程實踐經驗，給出微帶線、帶狀線、槽線和共面波導 4 類開放或半開放 結構的傳輸線在設置波端口激勵時端口的大致尺寸。

圖 5.33 微帶線的電磁場分布 

    （1） 微帶線

    對于微帶線電路，波端口的下邊緣必須與參考地重合。假設微帶線的線寬為 w，介質層厚度為h，則波端口的高度一般設置為 6～10h；當 w≥h 時，波端口的寬度一般設置為 10w， 當 w < h 時，波端口的寬度一般設置 5w 或者 3～4h，如圖 5.34（a）所示。

    （2）帶狀線

    對于帶狀線電路，波端口的上下邊緣必須與參考地重合。假設微帶線的線寬為 w，介質 層厚度為 h，端口左右兩側的寬度在 w≥h 時一般設置為 8w，在 w<h 時一般設置 5w 或者 3～ 4h，如圖 5.34（b）所示。

     （3）槽線

    對于槽線電路，如果有參考地，則波端口的下邊緣必須與參考地重合；如果沒有參考地， 則波端口需要覆蓋介質層上下兩邊的空間，使槽線位于波端口的中央。假設槽線電路的縫隙寬度為 g，介質層厚度為 h，則波端口的高度需要大于 4g 和 4h，波端口的寬度需要大于 7g， 即波端口兩側距離縫隙都大于 3g，如圖 5.34（c）所示。

    （4）共面波導

    對于共面波導電路，如果有參考地，則波端口的下邊緣必須與參考地重合；如果沒有 參考地，則波端口需要覆蓋介質層上下兩邊的空間，此時共面波導位于波端口的中央。假設共面波導電路中間導線寬度為 s，導線兩邊縫隙寬度為 g，介質層厚度為 h，則波端口的高度需要大于 4g 和 4h，波端口左右兩側距離共面波導中心都需要大于 3～5s（s >g 時）或 3～5g（g>s 時），這樣波端口的總寬度需要大于 10g 和 10s 二者之間的較大值，如圖 5.34 （d）所示。

圖 5.34 波端口尺寸估算值

    另外，還需要特別注意的是，在上述 4 種情況中，所設置的波端口寬度和高度都不能超過 1/2 個工作波長，否則會激發矩形波導模式，影響結果的準確性。 

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