波導(dǎo)不連續(xù)性的模式匹配法分析.pdf

1、模式匹配法(MMM)是分析波導(dǎo)及其不連續(xù)性問題的一種半解析方法，具有準(zhǔn)確、高效的特點。其基本思想是根據(jù)不同幾何形狀的邊界條件得到不同的模式函數(shù)解析表達式，對不同區(qū)域的場進行模式展開，在不連續(xù)性表面匹配橫向場分量，最終得到通用的廣義散射矩陣表達式。 采用模式匹配法分析縱向變截面問題時，首先根據(jù)波動方程求解出規(guī)則波導(dǎo)的標(biāo)量位函數(shù)，將模式函數(shù)用標(biāo)量位函數(shù)切向分量表示，在波導(dǎo)不連續(xù)處兩側(cè)分別將場按TE波和TM波的無窮級數(shù)展開，并利用其切

2、向場相等得到歸一化電壓和歸一化電流之間的關(guān)系，進而推導(dǎo)出廣義散射矩陣的通用表達式。在分析矩形波導(dǎo)和圓形波導(dǎo)各種不連續(xù)結(jié)構(gòu)時主要有兩種情況使分析變得復(fù)雜，第一種是坐標(biāo)系變化，如大矩形一小圓形階梯和大圓形一小矩形階梯，因為不連續(xù)處兩側(cè)屬于不同坐標(biāo)系，需要進行直角坐標(biāo)向極坐標(biāo)變換和極坐標(biāo)向直角坐標(biāo)變換，而在圓波導(dǎo)——圓波導(dǎo)不連續(xù)問題中，需要對極坐標(biāo)平移進行特殊的處理。第二種是結(jié)構(gòu)變化，如E面插片中階梯處是廣義三端口網(wǎng)絡(luò)，此時需要進行三端口向二

3、端口網(wǎng)絡(luò)的變換，廣義散射矩陣需要進行重新分塊和組合。 在模式匹配法(MMM)分析矩形波導(dǎo)腔開窗引起的不連續(xù)性問題時，如ET,HT，假設(shè)端口依次短路并求解此時各端口自導(dǎo)納和互導(dǎo)納，得到其三端口廣義導(dǎo)納矩陣。并且在計算某些輸入導(dǎo)納和互導(dǎo)納的過程中直接運用了廣義傳輸線相關(guān)知識，減少了計算的復(fù)雜度。最終，推導(dǎo)出廣義導(dǎo)納矩陣的解析表達式。 最后，編寫程序驗證，并給出了模式匹配法和}HFSS的仿真比較，結(jié)果表明仿真數(shù)據(jù)和模式匹配法所