SI-list【中國】SI-list【中國】HFSSPORT終極解決方案（二）

2016-09-24 by:CAE仿真在線來源:互聯網

本文大綱

本文章分三部分:

(一)wave port與lumped port的理解

(二)兩種port的仿真操作用法

(三)S參數歸一化的問題

說明:這里說的port主要是針對Ansys的HFSS電磁場全波仿真器

簡單介紹下HFSS:

ANSYS HFSS,是ANSYS公司推出的三維電磁仿真軟件;是世界上第一個商業化的三維結構電磁場仿真軟件,業界公認的三維電磁場設計和分析的電子設計工業標準。HFSS提供了一簡潔直觀的用戶設計界面、精確自適應的場解器、擁有空前電性能分析能力的功能強大后處理器,能計算任意形狀三維無源結構的S參數和全波電磁場。HFSS軟件擁有強大的天線設計功能,它可以計算天線參量,如增益、方向性、遠場方向圖剖面、遠場3D圖和3dB帶寬;繪制極化特性,包括球形場分量、圓極化場分量、Ludwig第三定義場分量和軸比。使用HFSS,可以計算:

① 基本電磁場數值解和開邊界問題,近遠場輻射問題

② 端口特征阻抗和傳輸常數

③ S參數和相應端口阻抗的歸一化S參數

④ 結構的本征模或諧振解。

而且,由ANSYS HFSS和ANSYS Designer構成的ANSYS高頻解決方案,是目前唯一以物理原型為基礎的高頻設計解決方案,提供了從系統到電路直至部件級的快速而精確的設計手段,覆蓋了高頻設計的所有環節。現在最新的版本應該到了ANSYS HFSS 16.

ANSYS workbench

2兩種port的仿真操作用法

1.微帶線下wave port

如圖5所示,首先在背景的表面上畫一個sheet,也就是長方形,長方形的高度需要為導體與參考平面的6-10倍,寬度大約為導體寬度的5倍左右,以保證wave port足夠的大,能覆蓋到導體周圍的磁力線,減小仿真偏差,另外要保證port能夠同時接觸到參考平面和導體。

圖5

然后選中剛才所畫的sheet,點擊右鍵選中則“assign excitation”里的“wave port”然后在對話框里選好參考平面就OK了,見圖6所示。

圖6

2.微帶線下lumped port

如圖7所示,同樣需要畫一個sheet,不過這個sheet沒有高度寬度要求,但是它需要一邊接觸導體,一邊接觸參考平面,注意下sheet不要接觸到空氣盒(airbox),不然仿真時可能會報錯

圖7

然后選中剛才所畫的sheet,點擊右鍵選中則“assign excitation”里的“lumped port”然后在對話框里選好參考平面就OK了,見圖8所示

圖8

3.帶狀線下wave port

如圖9所示,首先在背景的表面上畫一個sheet,長方形的高度需要為導體與參考平面的6-10倍,寬度大約為導體寬度的5倍左右,以保證wave port足夠的大,能覆蓋到導體周圍的磁力線,另外要保證port能夠同時接觸到兩個參考平面和導體。

圖9

然后選中剛才所畫的sheet,點擊右鍵選中則“assign excitation”里的“wave port”然后在對話框里選好兩個參考平面就OK了,見圖10所示。

圖10

4.帶狀線下lumped port

帶狀線下lumped port比較特殊點,因為有兩個參考平面。最好下port之前將導體內縮一點以便下port,也就是說導體的邊界比參考平面稍微短一點,然后在參考平面間畫一個sheet,上下邊必須要同時接觸到兩個參考平面 ,如圖11所示,然后選中該sheet點右鍵選擇“assign boundary”里的“Perfect E”設為理想電邊界。