基于HFSS的带线结环行器的仿真与应用.pdf

２０１１年第５期

传输常数。ｃ）Ｓ参数和相应端口阻抗的归一化Ｓ参为并联谐振电路，计算出了环行器输入阻抗（导纳）

数。ｄ）结构的本征模或谐振解。而且，由Ａｎｓｏｆｆ与铁氧体材料和结构参数间的关系。１９８８年。蒋仁

ＨＦＳＳ和ＡｎｓｏｆｌＤｅｓｉｇｎｅｒ构成的Ａｎｓｏｆｆ高频解决培等以场路结合的方法建立了双Ｙ型环行器的本

方案，是目前唯一以物理原型为基础的高频设计解征值理论，提供了新的设计方法。

决方案，提供了从系统到电路直至部件级的快速而选用双Ｙ结作为内导体的优点在于．通过三根

精确的设计手段，覆盖了高频设计的所有环节。现在开路线，即三根ＳＴＵＢ，能够把端口阻抗中的电抗抵

最新的版本是ＡｎｓｏｆｌＨＦＳＳ１２．１消掉，而阻抗中只剩下电阻部分，可以直接采用１／４

ＨＦＳＳ有本征模解（Ｅｉｇｅｍｏｄｅｓｏｌｕｔｉｏｎ）和激励波长传输线来进行匹配。

解（Ｄｒｉｖｅｎｍｏｄｅｓｏｌｕｔｉｏｎ），选择本征模解用于计算通常在环行器没有做任何匹配时，所能获得的

某一结构的谐振频率以及谐振频率点的场值和谐振带宽是很小的．而采用双Ｙ结构就能实现结内的匹

腔的空载Ｑ值。激励解用于计算无源高频结构的Ｓ配，只要选择合适的耦合角，就能达到宽频带的效

参数、特性阻抗和传播参数等。果。在ＧＳＭ频段环行器的具体设计指标见表ｌ。

在本课题中我们将使用激励解求解环行器端口

表１ＧＳＭ频段环行器的设计指标

的回波损耗、插人损耗等Ｓ参数。

工作频段插入损耗回波损耗隔离度

９２５～９６０ＭＨｚ０．２ｄＢ２５ｄＢ２５ｄＢ

结型环行器由一个铁氧体加载的中心区域组由于９２５～９６０ＭＨｚ属于微波频率段的低端．根

成，并有三个或多个传输线与之相耦合。结型环行器据环行器的设计原理环行器所需的偏置磁场选用高

的基本几何形状．是三个相交１２０。的传输线连接于铁氧体的谐振场，处于高场区工作，器件的尺寸才

于一个公共中心区域，铁氧体置于中心结内。各传输

可能尽可能的小。同时也要求较高的饱和磁化材料

线或端口，可以是波导的、带线的、微带线的和同轴

和较高的偏置磁场。仿真选用Ｔｒａｎｓ—ｔｅｃｈ公司的

的，然后调节外加磁偏场，由于铁氧体中的各向异

Ｇ—ｌｌ３，主要参数指标：饱和磁化强度１７８０

性，可以使微波信号按１—２—３—１或ｌ一３—２—１（ＧＡＵＳＳ），线宽小于等于２０００Ａ／ｍ，损耗角正切小

环行。带线环行器的是应用最普遍的三端结环行器，

于等于０．０００２，居里温度２８０。，剩磁１２７．７ｍＴ，相

它的基本结构由两层铁氧体圆片和中间的圆盘型金对介电常数１５．０。仿真中设置的金属内导体厚度为

属内导体组成。还包括平行于中心导体的两个接地

０．１ｍｍ，铁氧体的厚度１ｍｍ，设置好合适的边界条

片和外磁铁。带线结环行器不仅结构简单、重量轻、

件和激励源。在计算机上使用ＨＦＳＳ电磁场仿真软

体积小，并且还具有很宽的带宽，可以做到一个倍频件进行三维建模仿真．设置好合适的边界条件和激

程带宽。另外，带线结环行器还能承受适当大的功率