HFSS PORT 终极解决方案（二）

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3 w, i+ _/ a/ q7 _本文大纲
本文章分三部分：
（一）wave port与lumped port的理解
（二）两种port的仿真操作用法
（三）S参数归一化的问题
说明：这里说的port主要是针对Ansys的HFSS电磁场全波仿真器
3 @! {# [/ H/ g% J7 T  A8 ~
* Q$ B3 \4 a* Q5 |: K& u9 n简单介绍下HFSS：
ANSYS HFSS，是ANSYS公司推出的三维电磁仿真软件；是世界上第一个商业化的三维结构电磁场仿真软件，业界公认的三维电磁场设计和分析的电子设计工业标准。HFSS提供了一简洁直观的用户设计界面、精确自适应的场解器、拥有空前电性能分析能力的功能强大后处理器，能计算任意形状三维无源结构的S参数和全波电磁场。HFSS软件拥有强大的天线设计功能，它可以计算天线参量，如增益、方向性、远场方向图剖面、远场3D图和3dB带宽；绘制极化特性，包括球形场分量、圆极化场分量、Ludwig第三定义场分量和轴比。使用HFSS，可以计算：
  M( e+ z4 G, C) A1 K3 e① 基本电磁场数值解和开边界问题，近远场辐射问题
. r7 Z( q" A( O7 O7 U② 端口特征阻抗和传输常数
③ S参数和相应端口阻抗的归一化S参数
2 {9 s& i0 c/ G: P) b④ 结构的本征模或谐振解。
: B- A, S: O9 Q1 |4 r. _而且，由ANSYS HFSS和ANSYS Designer构成的ANSYS高频解决方案，是目前唯一以物理原型为基础的高频设计解决方案，提供了从系统到电路直至部件级的快速而精确的设计手段，覆盖了高频设计的所有环节。现在最新的版本应该到了ANSYS HFSS 16.
ANSYS workbench
# S3 k& ?1 ^/ X3 ^- f2 o
2两种port的仿真操作用法
1.微带线下wave port
( s  L0 l9 [( g如图5所示，首先在背景的表面上画一个sheet，也就是长方形，长方形的高度需要为导体与参考平面的6-10倍，宽度大约为导体宽度的5倍左右，以保证wave port足够的大，能覆盖到导体周围的磁力线，减小仿真偏差，另外要保证port能够同时接触到参考平面和导体。

图5
然后选中刚才所画的sheet，点击右键选中则“assign excitation”里的“wave port”然后在对话框里选好参考平面就OK了，见图6所示。
3 j& S, s- s# M3 U3 |) U$ m; m9 h
图6
1 @( R3 q$ y# \2.微带线下lumped port
如图7所示，同样需要画一个sheet，不过这个sheet没有高度宽度要求，但是它需要一边接触导体，一边接触参考平面，注意下sheet不要接触到空气盒（airbox），不然仿真时可能会报错
- t" C( O; @$ S- P) {
图7
然后选中刚才所画的sheet，点击右键选中则“assign excitation”里的“lumped port”然后在对话框里选好参考平面就OK了，见图8所示
+ j0 Z& A! r0 R" M: N
图8
$ o9 h. X: C9 A9 P3.带状线下wave port
7 x9 o6 ]6 b6 B+ k如图9所示，首先在背景的表面上画一个sheet，长方形的高度需要为导体与参考平面的6-10倍，宽度大约为导体宽度的5倍左右，以保证wave port足够的大，能覆盖到导体周围的磁力线，另外要保证port能够同时接触到两个参考平面和导体。
0 Y! J. B$ \4 ^  L/ }  _
" g2 `  i* z* n4 D图9
然后选中刚才所画的sheet，点击右键选中则“assign excitation”里的“wave port”然后在对话框里选好两个参考平面就OK了，见图10所示。

: D) @7 N5 R2 W+ W图10
4.带状线下lumped port
带状线下lumped port比较特殊点，因为有两个参考平面。最好下port之前将导体内缩一点以便下port，也就是说导体的边界比参考平面稍微短一点，然后在参考平面间画一个sheet，上下边必须要同时接触到两个参考平面 ，如图11所示，然后选中该sheet点右键选择“assign boundary”里的“Perfect E”设为理想电边界。

图11
5 V' I5 I4 V' c% p3 O接着类似于微带线下lumped port的做法，再画一个sheet，平行于参考平面，且垂直并接触导体和刚才设置的理想电边界，如图12所示。

图12
选中刚才所画的sheet，点右键选中则“assign excitation”里的“lumped port”然后在对话框里选好参考平面（刚才设置的理想电边界）就OK了，如图13
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' x: v0 B7 G% V. M( \图13
未完待续.....

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