M模传输线有同轴线，微带线，带状线和共面波导，TE模和TM模传输线有矩形波导，圆波导，椭圆波导和瘠波导等。本次推文就简单介绍几种典型微波传输线的理论和

　　同轴线(coaxial line)是一种宽带传输线，其TEM主模的截止波长无穷大，但是其第一高次模为模，单模传输时要满足。其中和分别为同轴线的内外半径尺寸。

　　和理论公式一样，空气填充，内外直径分别为0.8mm和1.84mm的同轴线，其特性阻抗为。该尺寸下的同轴线欧姆特性阻抗。

　　点击Build 3D，设置好求解频率和边界条件后，设置波端口的Nums of modes为2便于查看高次模模。在时域求解器中激励Port1端口即可，并勾选Calculate port mode only进行快速计算。

　　从下图仿真结果可以看出，高次模模的截止频率为73.56GHz，除此之外，两种模式的电场矢量分布差异也是一目了然。

　　带状线(stripline)由两块相距为的地板，与中间宽度为厚度为的矩形截面导体构成，两块地板中间填充均匀的介质，如下图所示：

　　不过懒人建模仿真可以先Pick带状线的截面,然后再打开此界面,点击Construct port from picked face,即可完成波端口激励的设置,另一个波端口亦是如此。同样可以把波端口的Nums of modes设置为2,便于查看第一高次模。

　　相较于带状线而言，微带线的上下半平面就没那么对称了。实际上微带线的严格场解是由TE-TM波混合组成的，然而工程实际应用中考虑到介质基板厚度，因此其场是

　　和特性阻抗的近似计算，这些结果是对严格的准静态解的曲线做近似拟合，这里就不做过多赘述。 依葫芦画瓢一样计算并构建好微带线的模型，适当调整基板的横向宽度和基板长度。在

　　为了拓宽准TEM模式的单模工作频带范围，需要将介质基板厚度降低。如下图所示，采用0.254mm厚度的基板，第一高次模式截止频率提高到了24.54GHz。

　　strate integrated waveguide（SIW）是一种新的微波传输线形式，其利用金属通孔在介质基片上实现波导的场传播模式。

　　该结构采用PCB实现两排金属化通孔，将电磁波限制在两排金属化通孔和上下金属边界形成的矩形腔内。论文给出了一个比较精准的等效的矩形波导宽度的公式：

　　对于基片集成波导的理论分析与详细设计，可参考今天推送的第3条推文（附HFSS仿真SIW的实例）。基片集成波导的理论分析与详细设计

　　对于SIW结构的建模，个人觉得CST相较于HFSS更加好用一点。在巧用HFSS脚本录制功能一文中，文末尝试通过录制脚本的方式修改DuplicateAlongLine的

　　的值，其平移复制的个数并不会产生变化。这种建模没法达到SIW的金属化通孔间距固定的情况下，其通孔个数随着基板长度变化而自适应的需求，然而CST可以。在CST的Translate中，平移复制的距离和个数都可以设置成变量。

　　接着设置求解频率范围为10GHz~20GHz，波端口激励模式设置为3个，便于查看高次模式，在时域求解器里勾选

　　进行激励端口模式的快速计算。 查看仿真结果可知，前两个高次模均为模式，由于圆波导具有轴对称性，就产生了极化简并现象。

　　对于矩形波导和圆波导的转换，用CST的Loft操作可以轻松搞定，需要注意圆波导端口激励模式的极化简并问题。

　　可以看出20GHz~30GHz，矩圆转换的端口S11均小于-20dB，下图为矩形波导转换为圆波导的电场截面图示：

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