HFSS脊波导功分器的仿真研究+文献综述(4)
2.3 波导中的膜片
膜片是带有某种形状窗口的置于波导横截面上的金属片。感性膜片和容性膜片是波导中的两种膜片。
图2.3.1感性膜片 图2.3.2 容性膜片
根据矩形波导中TE10的场分布规律及金属表面的边界条件我们可以分析出，插入电感膜片，要满足膜片处的电场切向分量为零的边界条件，那么必然有TE30，TE50，TE70等高次模被激发出来，因为激发出的高次模与TE10模的场分布叠加才能够满足边界条件。对选定的单模传输来说，激发起的高次模为截止波，高次模所带的能量只能集中在膜片附近，不能沿波导传输。经证明被传输的TE波和TM波，其电能和磁能是相等的，电感膜片中被截止的是TE波，而被截止的TE波磁能大于电能，所以等效为电感。窗口面积为 的电感膜片，忽略膜片的厚度t，其电纳的近似计算公式为：
当膜片的厚度t不能忽略时，近似计算公式为：
等效的相对电纳随窗口宽度d的减小而增大；当d=0时，窗口消失，膜片变为短路片，其相对电纳值为无穷大。
对于电容膜片，由金属表面的边界条件和矩形波导中TE10模的场分布规律不难分析出，电容膜片的插入将激发起TM12，TM14，TM16，…高次模，而这些被截止的TM波所携电能大于磁能，故电容膜片等效于电容。窗口面积为 的电容膜片，当膜片的厚度t极薄不予考虑时，其电纳的近似计算公式为：
相对电纳随窗口宽度d减小而增大；当d=0时，膜片成为短路片，其相对电纳值为无穷大[14]。