传输线用于传播能量，以通信从输入到输出端口的信号。示例包括波导，同轴线，平面传输线，微带线，共面波导线和插槽线。为了成功地部署微波系统，工程师使用各种类型的传输线，其中电磁波从一种类型的传输线通过适当的过渡耦合到另一种传输线。这些过渡应具有较低的传输和反射损失。
矩形波导的主要过渡类型
此博客文章中讨论了微波电路设计中经常使用的不同类型的过渡，如下所示：
- 波导到平面过渡
- 同轴到波导过渡
- 矩形到椭圆形波导过渡
1.波导到平面传输线过渡
波导是处理高功率和低损失变速器的合适候选者，但它们也笨重且昂贵。平面传输线（例如微带线），由于其紧凑的大小和与晶体管和二极管的易于集成，以形成微波炉集成电路（MICS），因此在微波场中广受欢迎。由于这些原因，波导向平面传输线之间的过渡适用于许多类型的微波系统。
波导到平面传输线转换可以广泛分为三种类型：
- 在线过渡：过渡发生在波导的传播
- 光圈耦合过渡：通过孔径将能量耦合到平面传输线，可以存在于波导的端壁或宽壁
- 横向过渡：探针横向向波导的传播方向
考虑第三种过渡，波导到微带线过渡模型详细讨论。在此模型中，使用了标准的WR10波导，并通过使用纵向探针（也称为E-Plane探针）横向向波的传播方向实现从波导到微带线的过渡。纵向探针从波导的较宽侧壁插入，其中底物的表面沿波导的传播方向对齐（参考文献1）。
波导向微带线转变模型的背对背过渡。
在此模型中，微带线与四分之一波变压器一起设计，将阻抗与RT/DUROID®6010LM层压板层板上的阻抗达到50 [ohm]，该底物可在RF模块ComsolMultiphysics®软件的材料188金宝搏优惠库。
为了轻松实验设置模型，设计将扩展到背对背的过渡。在此扩展设计中，将50 [OHM]微带线转换回探针，该探针充当相邻WR10波导的馈线。为了考虑较高频率的损失，使用适当的边界条件。例如，阻抗边界条件（IBC）用于波导壁（当导体的厚度大于皮肤深度时，适合过渡边界条件（TBC）用于微带线（当导体厚度与皮肤深度相当时，适用于），这有助于使数值模型接近实验设置。另一种方法涉及使用完美的电导体（PEC）；但是，PEC是无损条件，因此在该模型中不使用。
可以从S -参数图观察到，整个频段中的反射低于-15 dB（75 GHz至110 GHz），而最大传输损失则为0.7 dB。S的史密斯情节11非常紧密地围绕中心，这意味着良好的匹配。这种过渡设置与汽车行业有关，由于几个优势，例如巨大的带宽，高分辨率和天线大小的减小，雷达技术现在正在从K波段转移到W波段。
S参数响应和S史密斯图11用于波导到微带线转变模型。
2.同轴向波导过渡
我们在这篇博客文章中讨论的第二个传输线过渡是波导过渡的同轴。同轴线可以用作波导的馈线，如图所示同轴与波导模型。
该模型使用RF模块和COMSOL多物理学展示了一个简单的同轴性向波导过渡。188金宝搏优惠通过同轴电缆的传入波是使用港口边界条件具有1-W同轴饲料。在被动输出端口，基本矩形TE10假设模式。这港口边界条件仅适用于其指定模式。这些相同的模式也用于自动量化S-参数。
由于这种原因，建模的部分必须足够长，以使逃生的波浪在到达港口之前几乎完全消失。这仅在6 GHz的传播模式下，这是唯一支持的传播模式（即基本模式）。在这种情况下，为了解释损失阻抗带有铜材料特性的边界条件用于波导的同轴导体和金属表面。
同轴与波导耦合与电子场分布。
3.矩形到椭圆形波导过渡
由于其最佳性能和最小的场错误，可以在微波底轴中部署椭圆形波导。通常通过将传统的矩形波导转换为椭圆形波导来形成弯曲或燃烧器件。这样的设备的设计方式是，由于反射而导致的能量损失对于操作频率而言最小。
例如，在波导适配器模型，分析了矩形波导与椭圆形波导之间的过渡中的微波传播。为了研究适配器的特性，该示例包括从矩形波导穿过适配器到椭圆形波导的波浪。S-参数计算为频率的函数。所涉及的频率都在波导的单模范围内；也就是说，在波导中仅传播一种模式的频率范围。
等曲线图X- 矩形至椭圆形波导过渡中电场的组成。
总结思想
传输线转换经常使用，应具有低反射损失和低传输损失。在较高的频率下，由于传输线中使用的金属的有限电导率，导致传输损失的皮肤效应占主导地位。为了解决这一损失，可以适当地使用IBC和TBC等边界条件，并以最低的计算成本使用，而反射损失可以通过阻抗匹配来最小化。
下一步
尝试通过查看此博客文章中讨论的三个教程模型来对COMSOL多物理学中的传输线过渡进行建模：188金宝搏优惠
参考
- Yoke-Choy Leong和S. Weinreb，“完整的波带引导到微型探针过渡”，1999 IEEE MTT-S国际微波研讨会摘要，第1435–1438卷。4，1999。
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