1123阅读
0回复

[第八课]熟悉HFSS求解设置

UID ：115510

注册：2015-03-30
登录：2023-09-26
发帖：331
等级：仿真三级

0楼发表于: 2018-02-08 22:53:35

新建一个HFSS工程设计时，首先需要选择该设计的求解类型。通过从主菜单栏选择【HFSS】→【Solution Type】命令，可以打开Solution Type对话框，设置求解类型。

        HFSS中有3种常用求解类型：模式驱动求解（Driven Modal）、终端驱动求解（Driven Terminal）和本征模求解（Eigenmode）。
       1．模式驱动求解类型
       以模式为基础计算S参数，根据导波内各模式场的入射功率和反射功率来计算S参数矩阵的解。
       2．终端驱动求解类型
       以终端为基础计算多导体传输线端口的S参数；此时，根据传输线终端的电压和电流来计算S参数矩阵的解。
       3．本征模求解类型
       本征模求解器主要用于谐振问题的设计分析，可以用于计算谐振结构的谐振频率和谐振频率处对应的场，也可以用于计算谐振腔体的无载Q值。
应用本征模求解时，需要注意以下几方面。
       （1）不需要设置激励方式。
       （2）不能定义辐射边界条件。
       （3）不能进行扫频分析。
       （4）不能包含铁氧体材料。
       （5）只有场解结果，没有S参数求解结果。

lumped port的激励以电压或电流的形式，加在一个点或单元上。
        With wave-port=> the excitation is so-called eigen-wave, such as the quasi-tem wave supported by a microstrip line. It applies over a cross-sectional area.
        而wave-port的激励称做本征波，比如微带线馈源提供的准TEM波，它加在一个横截面（剖面）上。
        voltage is scalar, wave is vector by nature, hence there are substantial difference between the two. So use waveport whenever possible, because "simulation of wave phenomenon" is what HFSS is designed for. And compare with the "correct" measurement whenever possible (i.e. measure "wave", not simply "voltage").
        电压是标量，而波本质上是矢量，因此两者间有很大区别。当情况允许时，尽可能选择wave port，这是由于HFSS是为“波仿真”设计的，相对于简单的“电压”，测量“波”可使结果更精确。
        Why lumped port is there? It is easy to applied and people found that good/reasonable results can be obtained. Why? if the frequency is low enough or the excitation is applied at sufficiently small area, then the "wave" can be described by some "voltage" or "current", which must be "measured"/"calculated"/de-embedded/etc in the correct manner.
        那为什么还要使用lumped port呢，这是由于lumped port激励的添加简单，并且可获得良好的结果。如果频率很低或者激励加在足够小的区域上，“波”就可以用“电压”或“电流”来描述，必须用正确地方式测量、计算。
        if the excitation can be applied on some locally uniform region=>waveport,
        if geometry/material discontinuities are near/closer to the point of excitation=>lumped port might be the only way.
        另外，如果激励可以加在某些局部均匀分布的区域，应该采用waveport，如果激励点附近存在几何或材料上的不连续区，lumped port可能就是唯一选择了。
        外部端口用wave port  内部端口用lumped port
        Wave port：是用Ansoft制作的一个电磁系统与外界进行能量交换的窗口,它能够到端口的S参数。它是一种典型的传输线型端口，它经常用来设置波导口和同轴线的输出输入端口。它要设置在整个辐射框（吸收边界）的外面，如果在辐射框（吸收边界）内使用这种源的设置，就必须在端口的外边画一反射体（金属底座）以此来确定波的传播方向。
        Lamped Gap Sources同Wave port源的很相似，但Lumped Gap Sources一般设置为电磁系统的内部端口，它可自定义端口的阻抗。它可以用于微带线、波导及平行双导线等电磁系统源的设置，在设置Lamped Gap Sources时应注意两点：
        1.用户定义的端口阻抗不能为零或负数，
        2.此端口只允许单模传输。另外，还必须设置积分线。它的设置和Wave Port基本一致，只是Lumped Gap Sources需要设置阻抗和电抗。
        wave port 端口不会产生任何反射，相当于匹配负载，而lump端口，指的是端口以集中元件代替，如果器阻抗值不等于连接的传输线，当然端口本身就引起反射
微带线和差分线应该用waveport
        关于driven modal 与driven terminal 的理解

        1.    driven modal  模式驱动, 所谓模式驱动就是hfss根据用户所定义的模式数目求解端口模式数目及场分布,并为每个模式分配相等的功率,仿真时用端口场分布做为边界条件对内部进行求解,默认端口阻抗为Zpi 无须定义积分线来求解电压, S参量用入射反射功率来表示
        2.    对于分析偶合传输线等一个端口上有多个终端,而求解终端之间偶合问题的模型,driven modal 是不适合的.应用driven terminal ,这里以微带偶合传输线为例子说明这个问题

        在这个端口上tem波有两种模式 1.偶模:V1=V2  2.奇模. V1=-V2  (V1为导体1对接地板等效电压, V2为导体2对接地板等效电压)  如果用driven modal求结则这两种模式分别被赋予相等功率,而求解出的S11则是整个端口上的每一种模式的反射情况,而不能直接求出两线的偶合状况(例如只激励导体1,求导体2上的端口电压)这显然是不合适的.

        Driven terminal默认的求解终端阻抗为Zvi  故对于每个终端需要定义积分线,例如上图中terminal 的积分线为从接地版到导体1的连线(导体1,接地版都为等势体,路径没有关系),terminal2的积分线为接地版到导体2)  计算机求解时对两个终端分别进行激励,通过电压与电流来计算他们之间的偶合关系.

        3。总结
        1).    如果模型中有类似于偶合传输线求偶合问题的模型一定要用driven terminal求解,
        2).    driven modal适于其他模型, 但一般tem ..

未注册仅能浏览部分内容，查看全部内容及附件请先登录或注册

小图 | 大图图片

图片:2018-02-08_223422.png
图片:2018-02-08_224220.png
图片:2018-02-08_224230.png
图片:2018-02-08_224328.png
图片:2018-02-08_224432.png

发帖回复

[第八课]熟悉HFSS求解设置

小图 | 大图 图片

小图 | 大图图片