HFSS PORT 终极解决方案（二）

deargds

本文大纲
本文章分三部分：
（一）wave port与lumped port的理解
（二）两种port的仿真操作用法
（三）S参数归一化的问题
/ B9 ^' k( b8 C4 \* ^3 P说明：这里说的port主要是针对Ansys的HFSS电磁场全波仿真器
* a0 A' A4 s6 O% G+ N2 e
简单介绍下HFSS：
' d6 I, [8 p4 EANSYS 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：
+ L% Y/ B/ S# h3 @$ ]5 q① 基本电磁场数值解和开边界问题，近远场辐射问题
- ]- U5 }7 E$ e0 S! p& v② 端口特征阻抗和传输常数
6 i8 k9 |. J" w9 X! j$ _4 U③ 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。
. N# e) p  W: H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.
ANSYS workbench

( E0 S- ]' i& r6 Z2 g7 p" D2 n2两种port的仿真操作用法
1.微带线下wave port
0 U) G& C6 Q- G7 B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。

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。

图6
2.微带线下lumped port
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
- E3 O4 a2 z, N4 e
图7
7 [& f% E7 a% ^9 j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
# K' _* W8 z, z& A
+ q; r( E' h. i( A* v! I' b( R: A图8
/ r$ f. f  J' r/ g$ b3.带状线下wave port
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。
6 W% h& ~/ D* Y
图9
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。
3 |' ^( E( \% v1 v+ L1 N" F( m
9 k+ u: e3 _% A图10
4.带状线下lumped port
2 f3 A# z3 \. K8 i& X, W7 o* E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
2 o) w9 G& f1 c' m( H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。

图12
) C% l# u: M* W6 [6 C1 E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

: z) k$ q# G: ^4 x图13
7 i4 E8 v, N2 I6 K% g0 h+ t未完待续.....
2 ^5 u) v4 N/ _- Z% ?. I8 ?

msonnet

感謝樓主

无痕03356

谢谢