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标题: HFSS PORT 终极解决方案（二） [打印本页]
作者: deargds    时间: 2016-1-28 16:07
标题: HFSS PORT 终极解决方案（二）
本帖最后由 alexwang 于 2018-7-2 15:23 编辑   f5 f. e+ e# z  y2 ?* `9 S
! {: {2 \# j# ^' |; h1 b1 N
4 h; D; O+ Q/ o2 r  H" e" C
本文大纲% X2 _" p+ X. M% N
本文章分三部分：% [: B% k/ K8 N
（一）wave port与lumped port的理解' |# P! Q: z) G7 ^/ e
（二）两种port的仿真操作用法
( c2 F2 o8 w- W（三）S参数归一化的问题
. T% q0 \1 A. i0 m说明：这里说的port主要是针对Ansys的HFSS电磁场全波仿真器" Z, K) H( B1 v1 N& [

+ |- J4 ]' s3 K8 w/ m% w) {4 d简单介绍下HFSS：5 m0 H+ w& D2 B. c/ `
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：7 t& A& E3 H8 t; \* |+ |/ V
① 基本电磁场数值解和开边界问题，近远场辐射问题8 W2 b/ e. i( t2 a: b7 D" i
② 端口特征阻抗和传输常数
9 ^1 ]8 z( u4 g% U+ W: |( ]* a& T③ S参数和相应端口阻抗的归一化S参数
, `! {' H, D. p. M% J④ 结构的本征模或谐振解。# {+ Y, A; f# ?& V9 E
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.
/ e# D- ~' X0 k4 _  p8 kANSYS workbench4 R* D. s! P4 O6 z
1 @: P( m+ H( l# X1 O# f
2两种port的仿真操作用法
4 U! l; d7 C# e0 m! n3 M2 d: ^1.微带线下wave port
$ b/ y$ A% [4 t( v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。: f) r' Z5 H  Q" K" I1 s% C
" |( {* P/ H3 d! `# ]+ |
图5
+ N) @( H, N% Y% S% n' y& I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。
& M# }9 e' G5 G
; c2 B: k5 |  _* m8 h! h图6, _9 }, o7 K' D. H/ w
2.微带线下lumped port
2 g) ?6 b$ [; B* l: {7 {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3 h& [# f0 p. J1 `# }& z

- G- r0 ]! l$ P, O图7
/ `; W9 E" H# K- G7 _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
* Z2 }, x% f9 V/ \8 Q% e
4 R1 r' O6 l% f- r5 w图89 O& g9 Y' q& Z( H. [/ ^
3.带状线下wave port
0 ~2 b4 U7 }6 k+ p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。
. L0 p. V& j2 z/ U+ I" K) K) b
6 [  s3 q; @+ J; z3 y8 v图93 v4 o/ G9 e: @8 o
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。
; G- J6 ?- K) C ! i! i, j& L/ u
图10. f7 Z* y, f; ~* B* u& D
4.带状线下lumped port
0 n+ f* D7 q1 K& ^/ Q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。6 o; _( i% K' Y( k# a- s7 ]
0 n# T/ {( \' O* X2 o1 D
图11
: S& k' n" L, {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。2 M1 \: S0 |" Y
! I% k7 i, C( h! N9 R  l
图126 U4 N, Y1 C+ S9 b6 }; V0 O
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" _# G7 m7 S4 }( `$ Y, d, M

, G* x" D1 \& w; Y. t图135 }- x2 y4 i. I7 I
未完待续.....
' t$ [) T% N3 m* T! L0 G- ~) S
作者: msonnet    时间: 2017-3-15 16:22
感謝樓主



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