HFSS波端口(Wave Port)大小尺寸的估算

波端口四周默认的边界条件是理想导体边界，因此对于波导或同轴线这类横截面闭合的器件，端口截面四周都是导体，波端口直接定义在其终端横截面上即可。而对于微带线、带状线、共面波导等开放或半开放结构的传输线，电磁场并不完全束缚在导体和参考地之间，部分电磁能量会辐射到传输线四周的空气和介质中，如图1所示。此时设置的波端口需要有足够大的尺寸，以避免电场耦合到波端口边缘上，影响传输线的特性，进而影响到计算的准确性。下面根据工程实践经验，给出微带线、带状线、槽线和共面波导4类开放或半开放结构的传输线在设置波端口激励时端口的大致尺寸。

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图1  微带线的电磁场分布

     （1） 微带线
        对于微带线电路，波端口的下边缘必须与参考地重合。假设微带线的线宽为w，介质层厚度为h，则波端口的高度一般设置为6～10h；当w≥h时，波端口的宽度一般设置为10w，当w < h时，波端口的宽度一般设置5w或者3～4h，如图2（a）所示。
        （2）带状线
        对于带状线电路，波端口的上下边缘必须与参考地重合。假设微带线的线宽为w，介质层厚度为h，端口左右两侧的宽度在w≥h时一般设置为8w，在w       
      （3）槽线
        对于槽线电路，如果有参考地，则波端口的下边缘必须与参考地重合；如果没有参考地，则波端口需要覆盖介质层上下两边的空间，使槽线位于波端口的中央。假设槽线电路的缝隙宽度为g，介质层厚度为h，则波端口的高度需要大于4g和4h，波端口的宽度需要大于7g，即波端口两侧距离缝隙都大于3g，如图2（c）所示。
       （4）共面波导
        对于共面波导电路，如果有参考地，则波端口的下边缘必须与参考地重合；如果没有参考地，则波端口需要覆盖介质层上下两边的空间，此时共面波导位于波端口的中央。假设共面波导电路中间导线宽度为s，导线两边缝隙宽度为g，介质层厚度为h，则波端口的高度需要大于4g和4h，波端口左右两侧距离共面波导中心都需要大于3～5s（s >g时）或3～5g（g>s时），这样波端口的总宽度需要大于10g和10s二者之间的较大值，如图2（d）所示。

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图2  波端口尺寸估算值

另外，还需要特别注意的是，在上述4种情况中，所设置的波端口宽度和高度都不能超过1/2个工作波长，否则会激发矩形波导模式，影响结果的准确性。