HFSS PORT 终极解决方案（二）

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7 m2 |6 z. P! R4 s" u1 _% Y本文大纲
本文章分三部分：
- q# m9 n1 Z- `6 v( I（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

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：
① 基本电磁场数值解和开边界问题，近远场辐射问题
% E' Q" b1 M  f( t3 G3 K② 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
5 x; I. {, l% m0 F% V  D4 D④ 结构的本征模或谐振解。
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.
! l, d% N* b7 j$ b& ^ANSYS workbench
8 \! `: \0 X+ G2 k9 N
2两种port的仿真操作用法
* k/ f0 N2 }4 ]: |# y) W1.微带线下wave port
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
3 w5 Q5 w1 y8 p" _6 ^7 [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。
* d& Q9 p* G: D! O+ I3 ^
' r% y% K2 T( n" R9 X# h! L! q图6
2.微带线下lumped port
* N3 j3 s+ D) G. q* D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

6 `. C6 L2 Y' u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
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2 ]2 ~  c) L& Q. k3 N$ t# @图8
, k: \; d/ V3 g4 P: p% f2 s( M+ p3.带状线下wave port
6 e7 M; x8 M" l  a5 X- B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。

" {& ~$ ]* Q( s: i; u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。

6 U& ?' U& O0 e0 X2 i& D# z图10
5 e; w* j$ ]) k- K4 n4.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。
* t! h& [* d, g8 \' |
图11
+ u( Q5 W2 E( E# Y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。
3 y+ [% K* z7 ]0 h
图12
* P/ y; t) Z2 M  c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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- v5 M4 N2 P" k& ], Y图13
未完待续.....

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