HFSS PORT 终极解决方案（二）

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* s* x4 w, r8 E& S8 U本文大纲
本文章分三部分：
（一）wave port与lumped port的理解
; S9 B  R* i7 |0 p. C$ m' y（二）两种port的仿真操作用法
, m5 @/ q6 o' J3 I（三）S参数归一化的问题
! U5 i. z" L& W说明：这里说的port主要是针对Ansys的HFSS电磁场全波仿真器

简单介绍下HFSS：
1 p5 L. ~% ]0 B8 V4 o3 QANSYS 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：
! n! W9 N$ s& }3 W9 w, l① 基本电磁场数值解和开边界问题，近远场辐射问题
, E/ I- y$ g7 }5 Z② 端口特征阻抗和传输常数
③ S参数和相应端口阻抗的归一化S参数
④ 结构的本征模或谐振解。
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.
# I1 K0 k: o4 O! F4 K" I! A$ }( eANSYS workbench

2两种port的仿真操作用法
) r  M6 ?8 h0 Z' P: R1.微带线下wave port
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。

1 K5 s! x8 t4 [图5
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 Y, s3 x; r9 t
图6
! A9 U0 d4 J3 D6 y/ F6 t9 o: ?) d2.微带线下lumped port
7 J5 o1 q) b( ~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

5 Y" z* o7 B* t1 ^, j: t1 I图7
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
7 F+ N! w# {) W! y+ y: e  N0 p% r
; p! k6 `/ c0 Q- ]8 A2 D) B图8
, h  |7 T% B& p5 E5 T# u7 h: s3.带状线下wave port
3 n% ?) z4 g/ t' j' y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。
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图9
1 d$ Q# J! T2 l" n! m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。
' @0 }  X5 h; t' N' ]5 l9 j& n4 j
图10
2 @  }) P) ^5 V/ k* L, b# Y+ t* D& p4.带状线下lumped port
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。

图11
9 N& g7 c$ V8 u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。

6 B- o  o, S" D! I3 X# Z图12
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

3 [6 C+ D5 `( }, }; N2 h图13
未完待续.....

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无痕03356

谢谢