[发明专利]一种基于接触结构等效阻抗的矩形波导传输损耗分析方法

摘要

本发明公开了一种基于接触结构阻抗等效的矩形波导传输损耗的分析方法，包括分形函数建立粗糙表面模型，多尺度粗糙面接触模型的建立；多尺度接触电阻模型的建立；等效连续媒质的介电常数和电导率的求解；波导传输模型中的传输系数确定。本发明建立了波导连接面粗糙特征参数、力学参数、电磁参数对波导传输损耗的影响关系，对波导连接面制造精度以及装配要求的确定具有重要意义。

主权项

1.一种基于接触结构等效阻抗的矩形波导传输损耗分析方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)根据粗糙表面形貌的自相似性，确定波导连接粗糙表面的分形函数；(2)提取粗糙表面接触结构的材料参数，并进行等效处理；(3)对粗糙表面的每一维尺度，借助拟合公式求解出粗糙表面实际接触面积与法向位移量；(4)根据粗糙表面实际表面形貌参数的接触面积与法向位移量，求出电接触等效电阻与电容；(5)由得到的电接触等效电阻与电容，将接触结构等效成具有新的介电常数与电导率的连续媒质；(6)应用波导传输线理论将接触等效连续媒质作为插入阻抗，计算出因接触引起的传输损耗；所述步骤(5)中，包括如下步骤：将接触结构等效为导电媒质，截面尺寸长度为波导宽边a_wg，厚度为d，则电导率为式中，d为导电媒质的厚度，对应粗糙面挤压后基准面之间的距离，R_total为总的接触电阻，A₀为表面投影面积；相对介电常数为式中，A_c为最小级尺度的实际接触面积，d_c为粗糙表面平均面与理想平面之间的距离；所述步骤(6)中，包括如下步骤：(6a)媒质的波阻抗按照下式求得式中，为电场与磁场的幅度比值，为相位偏转角度；(6b)接触结构总的等效阻抗为接触结构传输特系数计算公式式中，η_c为等效媒质的波阻抗，为矩形波导波阻抗。