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本帖最后由 alexwang 于 2018-7-2 15:23 编辑
* n' z! F/ c; H# k3 W" n) y6 g ~; @! t0 N) Y5 M
$ K" N4 C& t# x5 A
本文大纲
/ M2 x) e6 }1 ^3 ]; G本文章分三部分：$ k( V: z R" ?8 o( s
（一）wave port与lumped port的理解2 c& W& i( p+ l! e# @0 c2 ?, O7 I8 ~( V
（二）两种port的仿真操作用法 m6 J; Q! d8 V
（三）S参数归一化的问题9 i1 T1 C- ]9 F! e% a( y
说明：这里说的port主要是针对Ansys的HFSS电磁场全波仿真器
9 k' t! Z5 A: _; c& j3 S
5 ?: {2 [. O- F简单介绍下HFSS： c9 B1 T3 ?0 d. ]
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：. `9 g; C/ X+ Q/ d2 G* w9 }
① 基本电磁场数值解和开边界问题，近远场辐射问题
/ S& u9 _/ q$ K% \8 M1 A3 j9 d, W② 端口特征阻抗和传输常数
6 h! V! r) y( `! k! y③ S参数和相应端口阻抗的归一化S参数6 a; m, V% E* G* A( {
④ 结构的本征模或谐振解。 G1 x7 Y6 {% j$ _/ `
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.
( L5 l H, c0 Z5 y" E$ [ANSYS workbench
9 w# ]5 R; I0 c7 {% j% d
6 S' i( J( J- J, ^: @: s' v2两种port的仿真操作用法% p2 V$ c% q$ ^( \
1.微带线下wave port6 J! | G, d Z
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。
. `3 x- A" _4 Q/ H2 K g7 z
' S5 B: {: V5 m6 g. e图5
) h; E) X: R9 y) }) D5 _- ]+ K+ n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。7 O9 L4 ` ^! t m0 {
0 G, R) N% T3 _, V2 l
图6
) p7 O$ G% t) ?# B8 I2.微带线下lumped port& r& k, b Q) |' M2 m! H" Z( a
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7 O+ R) C b) }
( D9 f9 i/ n, V0 ?- W J) [0 G图75 ]4 j& z# z n0 y; F# i( Y+ C- ?
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
/ p7 z" M# B7 @, m& K
8 Q1 k9 [9 A% {+ j. a8 ?2 N
图8
# p0 R" |1 `8 J+ D6 I. B3.带状线下wave port$ P+ |. c& g7 V! p6 ]
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。
7 N, \) W* P, y5 @# g
! z( B" B' I* n5 g4 E: R; Q- t
图9
" _( n6 J! J. p+ @; |2 t1 z; 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两个参考平面就OK了，见图10所示。
* W+ `4 w6 z& Q1 g- N. B& \
, [. g% u4 o3 Z& d
图10, q0 [. x: L: }) s7 m
4.带状线下lumped port! R# q. h: b, D4 i( Z Y7 g
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。, ?. D% i# l* j' @
! v% K" B j+ I* j, d' i图11 @% H' G7 d2 {0 m
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。8 \: \! ~7 U: A2 a
; Q8 a* b/ k1 {5 i/ p" z2 ~
图12) {6 P) P# w4 f* [( R" P
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
7 v* X4 P6 ]- O8 e3 \% X
3 p4 f$ }" k" m3 G
图13- C5 v3 K4 r2 h+ k$ d6 o# M4 z
未完待续.....' `+ T0 t5 l0 f& P
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发表于 2016-1-28 16:07
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发表于 2017-3-15 16:22
