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HFSS 仿真微带线,仿真结果S参数异常,求高手解释

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1#
发表于 2019-1-21 10:49 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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x
之前看到有论坛里的网友问两条平行的传输线经地隔离度问题,有热心网友做了仿真。' ?6 u! ~$ P+ G
作为HFSS的初学者,我也尝试做了个仿真,出来的S参数和那位网友的结果差别很大啊~ 不知道哪里出问题了,求高手大神帮忙分析下问题。. K/ j: ~; p3 r& U% W

2 t+ e9 _7 w0 F8 {. `9 l仿真模型如下图" h9 L  T2 M7 K% F$ f/ J
* u/ x: X: W# z. G
7 w4 Z0 L9 z/ A& w
微带线和地平面的厚度都是0.018mm,微带线与地平面的距离为0.25mm,中间介质的介电常数为4.4,使用阻抗仿真工具计算出50欧姆的阻抗线宽度约为0.45mm2 q* [' }8 K1 l8 K) g+ b* b
四个端口设置为集总端口激励,其他设置和那位网友一样,可是输出的S参数结果就差异巨大
; _0 C! Z( F7 Q/ e% G 4 J* Y' `5 J$ v; |) r5 o$ c5 g# y

: W+ `$ Z) k# m9 g
2 |  {5 s  Y/ L# m$ ~S11 在绝大多数频道居然会大于-10dB, 这说明这条传输线很烂,可是我明明已经按照50欧姆的阻抗线来建立模型了啊?这什么情况,是否哪里的设置有问题?
* z& j0 L" g/ s0 E( S  s, _. ~: x6 I8 h/ F: _" L

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2#
发表于 2019-1-21 11:59 | 只看该作者
试着从以下几方面检查模型:
1 J% d* ^$ H) W3 b1 t( u8 Y1、楼主用了LumpPort端口,端口的高度是否到位:端口上边沿位于微带线下表面,端口下边沿位于地平面上表面。4 t6 d' Z7 \7 X9 {/ u+ L/ h  v( P
2、同样检查LumpPort端口的积分线,箭头头尾也分别指向微带线下表面、地平面上表面,箭头方向不做要求(箭头方向仅用于指定激励源的初始相位)。
' m3 n3 Y# g6 }6 t3、端口阻抗要指定为50欧。——LumpPort缺省指定就是50欧,楼主没有设置成其它数值吧?
' T4 g+ A! A0 }7 K7 m5 Q1 P4、检查网格数量。象这种简易级别的模型,根据经验,自然剖分网格数量至少要达到10000以上,尽可能达到30000以上,仿真精度才能达到要求。6 S7 {- t9 s& b( y  i# o' @
5、各材料层在Z轴方向尺寸是否有误,比如介质厚度是否真的是0.25mm?
% k/ q# b; R% l( _0 t' P6、剖分频率点,至少在5GHz或以上。——扫频范围(1-10GHz)最高频率的二分之一。
) ~7 p+ D9 B, H9 V4 T  h" ^8 U) k. q4 T2 x

) H  R9 \4 [$ _$ O3 R9 ^/ [; ~
4 h) C* L6 ?6 t) @
( k$ }7 n; D6 @+ A6 I
* t0 H5 ^* B, {3 `$ K

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3#
 楼主| 发表于 2019-1-21 14:13 | 只看该作者
哈哈,这么快就有回复了。首先感谢版主答疑!然后针对版主提出的检查建议,检查结果如下。
7 r5 Z' c* R) k* ^
7 I, A4 D- ^) e' H" F& @* K1 G1、楼主用了LumpPort端口,端口的高度是否到位:端口上边沿位于微带线下表面,端口下边沿位于地平面上表面。
5 ?6 D9 w/ ]+ H( i8 D, L
2、同样检查LumpPort端口的积分线,箭头头尾也分别指向微带线下表面、地平面上表面,箭头方向不做要求(箭头方向仅用于指定激励源的初始相位)- |1 u$ B. W8 R
" D9 O( ?# U6 y" \, m1 [
* d0 u# F" `; C& I+ A1 j" C
如图所示,端口激励的设置应该是没有问题的。
; N( b5 `) Z7 L% K# m, q! |: h
s 4 d/ p) k& U, j  K& L
. a2 S6 T2 M+ r5 R

$ f8 p$ u3 H! F2 \+ q9 \$ o
3、端口阻抗要指定为50欧。——LumpPort缺省指定就是50欧,楼主没有设置成其它数值吧?
0 }: ^! k" M( T

. G& ?/ [/ f9 ]2 o9 t( \
' K; c% F( d! ]- W# `0 U端口阻抗确定设置为50欧了
+ x+ @6 {+ h/ `: L3 G% ]9 G5 G , V' h. M& }/ e5 a0 P
, K1 M6 B1 p! l' T+ x' j. c3 C
4、检查网格数量。象这种简易级别的模型,根据经验,自然剖分网格数量至少要达到10000以上,尽可能达到30000以上,仿真精度才能达到要求。

% ?/ m( @! ^# L+ o# D4 ?! d( D9 x- r& ]
( s& s8 y" c$ ?4 h& U9 S  s/ l& i
mesh数好像是比较少哦,这个怎么添加,不是自适应剖分网格数么?
% t) @% T! H3 y( [  \
$ v4 F+ {( ~2 g/ f$ r( \# u' O- {2 E- o$ Z8 B
5、各材料层在Z轴方向尺寸是否有误,比如介质厚度是否真的是0.25mm?
0 }$ f8 Z! f) J. [6 K% w

! k& t: [' {0 P( ^* r$ ~7 f

0 T2 f1 U$ g5 p2 T这个没有问题,介质厚度准确
+ d& z. M3 R$ k6 V' A
/ |; q6 Q2 w1 L5 w& r* x
6、剖分频率点,至少在5GHz或以上。——扫频范围(1-10GHz)最高频率的二分之一。
0

& x, p/ x$ ~9 P
( z) T- S6 ~! C+ ?1 U0 b

2 d7 s' S& r- G, G* e# R) {剖分频率点确实是设置在5GHz
g"
, M/ K8 e' u( _# Z! a3 x1 B# Q
, R. }$ C8 r! m
! m( u, z, X, s) D

3 B/ h3 h5 [& p) p问题好像出现在剖分网格数不够,这是否代表计算精度不够,导致误差过大?/ e  Y& x, H! d9 d- d
& e6 {/ ^2 t9 x: K, `( R8 \
" X' u  A& P) M( a: K
( s- I/ I* N8 V# k: Z3 h4 F

9 n8 G& T& R$ S* \" k, d1 S5 {1 @- g* W& G0 O4 z/ z: k

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4#
发表于 2019-1-21 14:40 | 只看该作者
问题出在Solution Setup的原始缺省设置,Maximum Number of = 6,太小了!Delta S=0.02,也太大了!/ |: H9 x4 `& j3 x* T4 W( k
这两个缺省参数一定要改,以提高网格剖分数量最终达到10000以上,最好在30000以上,才能达到较好的仿真精度。! n; r: U# P7 X, b. J
(而在楼主所贴的第4条附图中看出,模型网格剖分数量仅仅818个,这也太少了吧。)
( R7 T! u% ]9 i按如下参数设置,再试试看:4 l+ c4 A9 [( A8 @7 |  p  x
Maximum Number of = 183 C8 U- n" }/ d, |3 O( |; @
Delta S=0.001

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5#
 楼主| 发表于 2019-1-22 09:12 | 只看该作者
感谢版主答疑。按版主提的建议做了修改,网格剖分数增多了,仿真结果确实收敛很多,也准确很多,看起来和真实值应该差别不大了。
& l% s0 V; v, U& e" b! a做仿真的时候一些小的设置对结果影响真的挺大的,以后有问题就上来提问3 Q( }1 o- p. s

) M( N, P5 B! c/ ?5 S/ Z; T8 l9 r
; P, s! y; K/ A+ y
4 E3 I$ I: V$ Z, Q3 m; d, l1 E0 D8 O4 ~& g) Q) b

7 |4 q6 h! n6 i; Z
0 y; i# s) K' ?' s
5 K* u/ C1 U2 i% q, T% u9 V- X5 b8 S& k
+ l7 k7 A6 h1 j
- i( v; x; j, p3 q( j* K
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