HFSS，即 High Frequency Structure Simulation 的简称，是世界上第一个商业化的三维结构电磁场仿真软件，可以分析仿真任意三维无源结构的高频电磁场，可以直接得到特性阻抗、传播常数、S 参数以及电磁场、辐射场等结果，可以计算由材料分配带来的衰减和损耗，广泛的应用于天线、滤波器、功分器、隔离器的设计以及电磁兼容、天线布局等问题的计算。

HFSS 的理论基础是有限元法，采用自适应网格剖分、切向元等专项技术，集成了工业标准的建模系统，提供了功能强大作图工具，直观的后处理器及独有的场计算器，可以计算分析各种复杂的电磁场，并可对任意的参数进行优化和扫描分析。

1．3  本文所完成任务

调研国内外H面毫米波波导-微带转换电路的发展状况和未来的发展趋势，学习使用微波仿真设计软件。根据技术要求，选择技术方案，设计优化电路结构，并利用仿真软件计算各项技术指标，并撰写论文。

    技术指标：

工作频率：26.5－40GHz

插入损耗：0.4dB

VSWR:≤1.5：1

1．4  本文章节安排

第一章 论文的引言部分，简单地介绍了选题背景与意义，国内外研究现状以及仿真软件的应用。

第二章主要是讨论了矩形波导的内部场分布，给出了TE和TM模的场分布，因为对于矩形波导来说，通常使用的是TE10(H10)模，所以又对对TE10(H10)模的场分布进行了重点的讨论，与此同时详细给出了TE10模的壁电流的分布公式。对于矩形波导的尺寸问题，考虑到了波导的带宽问题，波导的功率容量问题，波导的衰减问题，最后综合给出了它的一般选择的尺寸。

第三章的主要内容是先介绍传输线的种类，再由理想的均匀传输线等效电路详细地推导传输线方程及其解。然后讲解了特性阻抗、传播常数、传输线的输入阻抗、反射系数及传输线匹配的定义及公式推导。论文网

第四章 介绍了传输线阻抗匹配的基本原理和常用的匹配方法，并且指出，匹配的方法和匹配器的形式是很多的，应该根据实际情况具体分析采用。同时应明确阻抗匹配的重要，在设计时应注意。

第五章 就各种微带一波导过渡结构做了下介绍，并比较了各自的优缺点，以及使用的范围。

第六章 设计了Ka波段微带探针一波导过渡结构，分并使用高频仿真软件HFss进行建模和仿真。

2  矩形波导

凡是用来引导电磁波的单导体结构的传输线都可以称为波导。波导是由空心金属管构成的传输系统，根据其截面形状不同，可以分为：矩形波导、圆柱形波导、脊形波导和椭圆波导等，这类传输线上传输的波形是TE波和TM波，传输的频率是为波段的电磁波，且传输的功率容量也比较大。

    矩形波导是微波毫米波频段的重要传输媒介，由于它具有功率容量大、损耗小、无辐射损耗、Q值高等特点，在微波毫米波电路和系统中被广泛应用; 横截面为矩形的金属波导称为为矩形波导，矩形波导是最早用于传输微波信号的传输线类型之一，矩形波导由于具有单模传输、工作频带较宽、衰减小且波形稳定等特点，今天仍有广泛应用，用于1GHZ到超过220GHZ波段的的各种标准波导的大量元件，例如耦合器。检波器、隔离器。衰减器等等。如图 2.1所示，为一波导宽边尺寸为a，窄边尺寸为b。