波端口本质是什么样的波导呢？

最近在仔细研读HFSS的求解设置，对于波端口(Wave Ports)这个边界条件有点疑惑：一般资料上说波端口模拟的是一段半无限长的波导接到这个端口面上，且界面尺寸相符，材料属性也相同。那就有疑问了，这个虚拟波导是指什么波导呢?平行板波导?还是金属波导（矩形或者圆波导）呢?个人觉得平行板波导更合适一点，因为它能传输TEM模式，欢迎大家不吝赐教～

你的横截面是啥样子，他就是啥样子的波导啊，你的端口面若是个圆形，则是圆形波导，这个情况下是不能传输TEM的。若是圆环性，则可以传输TEM

小编留言：

目前有个疑问：给定横截面和材料，虚拟的版无限大波导，根据公式可以求得基模的截止频率，俺做了一个小计算，发现以前仿真的模型，设定频率范围远小于求得的截止频率，可是仿真照样进行，不知道其中还有啥玄机?

楼上的解释也是俺最开始的理解，后来，查阅S参数的计算时，觉得有些问题，就发贴求助，现在看来，这个解释还是合理的，其实可以简单地理解为“端口面激励”，所以，设置波导端口时最好在模型内部有一段过度结构，比如真空

目前有个疑问：给定横截面和材料，虚拟的半无限大波导，根据公式可以求得基模的截止频率，俺做了一个小计算，发现以前仿真的模型，设定频率范围远小于求得的截止频率，可是仿真照样进行，不知道其中还有啥玄机?

真的?这个我倒没试过，有空我试下

小编很细心，是这样的。但在截至频率以下的仿真你看其端口反射系数是很大的，因为本身就不允许这样的电磁模式传播。
问题的根本还是仿真软件不可能得到超出理论分析的结果来，如果你使用更高的频率激励，事实上会产生高次模，但如果你不选择高次模激励仿真结果里也不会有高次模场的结果。
仿真软件只是用来验证结论或找出最优方案，它不可能带给你超出预想的惊人结果来。

来看解释的，呵呵

小编留言：

欢迎参与讨论～

嗯，我们都是知道波导在截至频率以下是没法传播的。不过我想moviez的意思应该是在截止频率以下，那个WavePORT的是如何求解的。
当适用WAVEPORT的时候，HFSS会先使用2D的算法计算出该PORT横截面上场，然后以这个场为激励场，算出后面所有的东西，不过在截至频率以下，应该没法用2D的算法计算出那个PORT横截面上场，既然这里的场不知道，那么后续仿真是如何进行的呢。
我的猜测是，在截至频率以下无法求解WAVEPORT的横截面的场分布时，HFSS内部偷偷把PORT换成了LUMPEDPORT。

期待你的对照结果～

同意你关于仿真软件的看法，但是不太理解“端口反射系数很大”，这里是指S11吧?俺仿的结果视频率而定，S11是可以很小的（所有频段均在截止频率以下。），求指教

恩，俺正是这个意思，波导端口是个特殊的边界条件，是一种激励，如果截止频率以下就失去激励的作用，后面的仿真又是咋回事呢?
“LUMPEDPORT” 没仿过，看起来它更像个一个“点”入射?

moviez,我试试了HFSS，在波端口的所对应的波导的截止频率以下，确实可以进行仿真。不过我发现他可以计算截止频率以下的波导里面的
场，你看下面的的图，HFSS计算出来的传播常数，在截止频率那里由实数变为虚数了，这说明在截止频率一下，传输的衰减波是可以被HFSS
计算出来的。后来我又重新看了下波导理论，发现衰减波的（横向场）在确实可以根据波导理论计算出来，只不过一般书上都只算导行波。
所以我认为，HFSS还是根据波导理论算的截止频率下的波端口，只不过这个时候他不认为这个波已经沿着那个虚拟的半无穷长波导传了很久了，因为这样场就没了。他应该是算出了各个方向场的比例关系以后，根据入射功率（一般是1W)，算出各个方向场的大小，然后就作为激励场了。简单理解就是，HFSS把这个衰减波刚产生还没来得及衰减时的场作为激励场。

你说的有道理，但俺还是有点迷惑：如果没有半无限长这个条件，那激励岂不是近场问题?
另外，对你的图没看明白，两个图一样?100GHz是截止频率?以上只有伽玛虚部（对应传播波），一下只有伽玛实部（对应凋落波）?这样子吗?

是的，2个图一样的，我不太会发图，不知怎么就发了2次。截止频率接近100G。
应该不是近场问题，因为这里算出来的场离产生他的电流源还距离很远吧。那个波导理论里面推导电磁场都不不涉及源的，所以是在无源区

恩，这个问题俺又查阅资料想了想，二维端口面给出的模式场是假定源无限远，亦即远场问题，波导理论的很多结论都是基于远场来说的，这里也是，HFSS“半无限长波导”的虚拟正是这层意思：对于源的假定！但这个假定并不严格（足够远就可以了），模式场的结果严格的讲截止频率以下对于端口内部的测试结构无意义，但仿真作为数值计算的一个弱点就是无法自行做物理层面的判断，即某模式场的计算与否完全取决于人的选择，它们是作为一个激励，半已知条件加入的。当然如果测试结构前段有足够的过渡距离，截止频率还是要起作用的～
你觉得呢?huadodo站友

我不知道你仿真得到的这个figure是个什么样的结构，是coaxial line? microstrip line? rectangular waveguide? 还是什么的
之前我单独仿过一个填充介质的rectangular waveguide, 设置的freq sweep小于介质频率，软件出现error，仿真不能继续，hfss是按理论计算来的，其他端口的没研究过还

阁下确定是仅仅因为频率设置不当引起的error?
修改freq sweep，大于截止频率就可以正常仿真了吗?还是另有其他

我觉得你说得没错，确实需要有一段过渡距离，截至频率的作用才能完全显示出来。我觉得关于HFSS这种问题，只需要有ANSOFT的算法研发工程师出来解释下，即可获得最正确的选择。我总觉得我们这个论坛里应该有开发过HFSS的大牛会员存在

或许有，请您现身吧，HFSS研发大牛，哈哈～

频率低于截止频率的模式不是不存在,只是相位常数为虚数,导致模式衰减.所以要求激励端口后面要有足够长的规则形状,以使得截止模式完全衰减从而不影响计算结果

可是如果假定波导端口前带有一个虚拟的半无限长波导呢?