導波管-同軸アダプタ

同軸ケーブルは、3 層以上の電気ケーブルです。絶縁層内の導体材料が管状シールドで囲まれています。導波管は、さまざまな種類の波を誘導および誘導する構造です。特定の寸法の導波管コンポーネントを使用して、特定の周波数の電磁波を伝播します。一部の導波路は、集積回路でも使用されます。導波管-同軸アダプタは、導波管チューブに適合し、フランジで終わる導波管コンポーネントと、同軸アダプタと接続ハードウェアを備えた同軸プローブ アセンブリで構成されます。同軸ケーブル アダプタは通常、導波管アダプタ ハウジングの 1 つの壁からタップされます。この例では、2.4 GHz で動作する方形導波管から同軸への移行用のアダプターの HFWorks 設計を示します。

図 1 -同軸アンテナの形状

導波路は、波数kに課される分散関係によって決定されるカットオフ周波数によって特徴付けられるため、ハイパス フィルターのように機能することが知られています。これは、特定の制限を下回るいくつかの周波数を拒否するため、シミュレートされた結果で確認できます。

アダプタの設計は、次の図に示す一連のディメンション変数の概念と最適化の結果として得られます。

図 2 -シンプルな移行

シミュレーション

このシミュレーションを通じて、モデル化された同軸ケーブルから導波管への遷移の特性を解析できるはずです。電力損失、リターン ロス、および E 面と H 面のニア フィールド プロットです。同軸と導波管の空洞を伝播する波との間の 3D アニメーション遷移を視覚化できるようになります。

負荷/制約

導波管には、同軸導体のステムを囲む空気の入った空洞があり、その底部に入力ポートがあります。 2 番目のポートを導波管の開放面に割り当てます。導体と導波管の導電性壁を PEC と見なします。

結果

スミス チャートは、同軸サポートと導波管の間の接続の 2 ～ 4 GHz のリターン ロスを示します。より小さな周波数ステップを適用することで、曲線をより滑らかにすることができます。

図 3 -両方のポートでのトランジションのリターン ロス

図 4 - 2.33 GHz でのアンテナ内の波の伝搬 (正面図と右側面図)

これらのキャプチャは、導波管から同軸アダプターへの電界の分布を示しています。 2 番目のビューは、サーフェス クリッピングに対応します。これは、構造の内部部分の E および H フィールドの分布を調査するために HFWorks で提供される機能です。