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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。% v! Q/ P& @4 k! H& U( t% w
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。. f7 w1 a- Y' y% Y

! N# N6 \; L9 Z9 N仿真模型如下图
- b' d! Q+ v' g7 ^+ s: t$ `: g % P$ g8 e$ G7 [. f  F( F

+ Y. I$ q% P3 G5 f5 a/ b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0.45mm/ O. K, v* J4 T+ [3 J
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
- p6 Q$ C/ m, k4 U& B' b 8 {( G) ]4 Q! X9 I- D

" R7 [, i6 y, b0 w! P' [
# x9 B$ \/ {. [2 Q- j2 ]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?
, F2 v) v6 S6 E
8 A1 w- E* Q( ]; C

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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:9 {) {, L! L2 q4 p+ C
1、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 S; c- d1 `6 c- S& O% q
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)。
; d7 |7 U, i. Q8 X# S3、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?
- [8 t( {$ v- Z. u; _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。( Z( E) w- m% k/ X6 A1 p( l  x
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?/ x' k/ G, t. ?" w6 \
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。
$ w  c- Q& D1 Y1 b
2 q; Y5 K2 f; y& {9 x) x6 B
! O) V! ^$ j' B$ M, L8 }
, X8 P7 P$ m3 Q0 w. U/ O4 [0 e& S
& c" t6 j+ @' L% ~$ a
" d: ?* i# [7 h1 f- x

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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。
6 v  \7 u& |" U/ ]& r
  N; v# C' P1 M4 J; d! a1 q$ B1、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。. n& h2 {; M0 |* V# x
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)  T# b4 \( C. @  Q: @  K1 A# n; s

5 y. [6 }) l% j; x1 ~
, O' n" ], o3 i! {( M8 o
如图所示,端口激励的设置应该是没有问题的。

, G: [5 D- J& w% \+ r1 r8 v. V! R  O' ~
s 4 d/ p) k& U, j  K& L
+ S+ B) p1 l5 A( y: U, \
* L6 W3 ^- ~( h' @/ g$ O6 P% l
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?
7 h" @+ j; |2 L8 D0 I
5 a) {* ]% R5 S2 ~0 X& y

9 Y* V8 E$ @5 R0 a, X; U) a) e端口阻抗确定设置为50欧了7 g% L, z0 V0 I) F, @+ j; S# Z

* C) N* R- \" h2 M  _" y: I, \3 S2 d" X9 a
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。

. O' i' C) ?3 [4 E( j5 f. D. X+ o
8 t) F6 T9 P2 K& p2 s8 B4 \7 o5 i. h/ U7 n8 A
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?! Y6 r. R; R- ~) m" c0 ?
* i. o0 g0 u' s# n5 r

% ?( ^, Q4 c+ U8 I6 e# H6 Z% x# \6 {0 l
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?
3 T2 K' U. Z$ t! M3 A
9 L  c8 p7 K$ J, M6 H

$ e* s2 T4 S, \7 j" b这个没有问题,介质厚度准确0 u  `/ U7 G  K3 }$ H4 ~! [
/ o! P7 ^# K8 o; t  U$ E1 N
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

/ o2 v$ l3 Y* S( U% Y

' \, ~5 F$ C6 o: f: o' ]) x

+ V3 g: z! k3 H% h剖分频率点确实是设置在5GHz
g"
  T; ~  s" X. P

7 o  k! [8 a# R4 ]1 j% |1 d# i
. j5 e3 H- G6 Q
' [" c( i- c2 O" H3 y& n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?; M/ L7 o) `( H$ @
1 s: D3 r$ ?  }- ^

  O( U2 J! `% Z1 f9 @9 i6 f& y* S7 ^- E6 S1 ~' K6 J5 @& @
+ k; R* Z: ~& B( m1 ~
7 d1 Q( l1 q' J

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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!( _5 Z- v2 x+ N, Q
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。
3 c  K0 a6 P- ^3 k! a0 A0 M(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。)3 @6 T  ~% F7 d; Z/ z* S( L0 }
按如下参数设置,再试试看:
% t: Y5 b: q/ O4 t& y( F' ]+ yMaximum Number of = 18: x  [. U) E" M, c
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。
5 |# e4 C& h2 m' [/ O: W* ~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) k5 e4 a9 h: c3 G' u: i  S1 f

! r. v! ^2 R4 {& k3 ?8 o1 s7 F+ p, L: }( J$ o6 B( Y

2 q$ ?7 w( m, G6 S* w1 f; Q% U
; [& U# Z. c: L0 h
4 a1 I" R- o- H: j5 B
4 J* w. r& y! d  ~; c
# r0 ~* G/ q) F7 D& A; ^) M, [
; _8 K! m- E, M / p6 W  u, h" z1 W+ e8 L
0 @1 U# k* i( u5 P! s3 O, W
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