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

2016-09-24 by:CAE仿真在線來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

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(shù)歸一化的問(wèn)題

說(shuō)明:這里說(shuō)的port主要是針對(duì)Ansys的HFSS電磁場(chǎng)全波仿真器

簡(jiǎn)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(gè)商業(yè)化的三維結(jié)構(gòu)電磁場(chǎng)仿真軟件,業(yè)界公認(rèn)的三維電磁場(chǎng)設(shè)計(jì)和分析的電子設(shè)計(jì)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。HFSS提供了一簡(jiǎn)潔直觀的用戶設(shè)計(jì)界面、精確自適應(yīng)的場(chǎng)解器、擁有空前電性能分析能力的功能強(qiáng)大后處理器,能計(jì)算任意形狀三維無(wú)源結(jié)構(gòu)的S參數(shù)和全波電磁場(chǎng)。HFSS軟件擁有強(qiáng)大的天線設(shè)計(jì)功能,它可以計(jì)算天線參量,如增益、方向性、遠(yuǎn)場(chǎng)方向圖剖面、遠(yuǎn)場(chǎng)3D圖和3dB帶寬;繪制極化特性,包括球形場(chǎng)分量、圓極化場(chǎng)分量、Ludwig第三定義場(chǎng)分量和軸比。使用HFSS,可以計(jì)算:

① 基本電磁場(chǎng)數(shù)值解和開(kāi)邊界問(wèn)題,近遠(yuǎn)場(chǎng)輻射問(wèn)題

② 端口特征阻抗和傳輸常數(shù)

③ S參數(shù)和相應(yīng)端口阻抗的歸一化S參數(shù)

④ 結(jié)構(gòu)的本征?；蛑C振解。

而且,由ANSYS HFSS和ANSYS Designer構(gòu)成的ANSYS高頻解決方案,是目前唯一以物理原型為基礎(chǔ)的高頻設(shè)計(jì)解決方案,提供了從系統(tǒng)到電路直至部件級(jí)的快速而精確的設(shè)計(jì)手段,覆蓋了高頻設(shè)計(jì)的所有環(huán)節(jié)。現(xiàn)在最新的版本應(yīng)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(huà)一個(gè)sheet,也就是長(zhǎng)方形,長(zhǎng)方形的高度需要為導(dǎo)體與參考平面的6-10倍,寬度大約為導(dǎo)體寬度的5倍左右,以保證wave port足夠的大,能覆蓋到導(dǎo)體周圍的磁力線,減小仿真偏差,另外要保證port能夠同時(shí)接觸到參考平面和導(dǎo)體。

圖5

然后選中剛才所畫(huà)的sheet,點(diǎn)擊右鍵選中則“assign excitation”里的“wave port”然后在對(duì)話框里選好參考平面就OK了,見(jiàn)圖6所示。

圖6

2.微帶線下lumped port

如圖7所示,同樣需要畫(huà)一個(gè)sheet,不過(guò)這個(gè)sheet沒(méi)有高度寬度要求,但是它需要一邊接觸導(dǎo)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(shí)可能會(huì)報(bào)錯(cuò)

圖7

然后選中剛才所畫(huà)的sheet,點(diǎn)擊右鍵選中則“assign excitation”里的“l(fā)umped port”然后在對(duì)話框里選好參考平面就OK了,見(jiàn)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(huà)一個(gè)sheet,長(zhǎng)方形的高度需要為導(dǎo)體與參考平面的6-10倍,寬度大約為導(dǎo)體寬度的5倍左右,以保證wave port足夠的大,能覆蓋到導(dǎo)體周圍的磁力線,另外要保證port能夠同時(shí)接觸到兩個(gè)參考平面和導(dǎo)體。

圖9

然后選中剛才所畫(huà)的sheet,點(diǎn)擊右鍵選中則“assign excitation”里的“wave port”然后在對(duì)話框里選好兩個(gè)參考平面就OK了,見(jiàn)圖10所示。

圖10

4.帶狀線下lumped port

帶狀線下lumped port比較特殊點(diǎn),因?yàn)橛袃蓚€(gè)參考平面。最好下port之前將導(dǎo)體內(nèi)縮一點(diǎn)以便下port,也就是說(shuō)導(dǎo)體的邊界比參考平面稍微短一點(diǎn),然后在參考平面間畫(huà)一個(gè)sheet,上下邊必須要同時(shí)接觸到兩個(gè)參考平面 ,如圖11所示,然后選中該sheet點(diǎn)右鍵選擇“assign boundary”里的“Perfect E”設(shè)為理想電邊界。