HFSS環(huán)形定向耦合器設(shè)計(jì)實(shí)例

1、 專業(yè) 通信工程專業(yè) 學(xué)號(hào) 姓名 實(shí)驗(yàn)二：環(huán)形定向耦合器仿真場(chǎng)分析實(shí)驗(yàn)?zāi)康模赫莆諑罹€的設(shè)置、理解和分析環(huán)形定向耦合器的結(jié)構(gòu)和原理。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：利用HFSS軟件設(shè)計(jì)一個(gè)環(huán)形定向耦合器，此環(huán)形耦合器使用帶狀線結(jié)構(gòu)。耦合器的工作頻率為4GHz，帶狀線介質(zhì)層厚度為2.286mm，介質(zhì)材料的相對(duì)介電常數(shù)和損耗正切分別為2.33和0.000429；帶狀線的金屬層位于介質(zhì)層的中央；端口負(fù)載皆為標(biāo)準(zhǔn)的50。實(shí)驗(yàn)原理：此環(huán)形耦合器使用帶狀線結(jié)構(gòu)，HFSS工程可以采用終端驅(qū)動(dòng)求解類型。4個(gè)端口都與背景相接觸，所以采用波端口激勵(lì)，且端口負(fù)載阻抗設(shè)置為50歐姆。為了簡(jiǎn)化建模操作以及節(jié)省計(jì)算時(shí)間，帶狀線的金屬層使用理想

2、薄導(dǎo)體來(lái)實(shí)現(xiàn)，即通過(guò)創(chuàng)建二維平面然后給二維平面指定理想導(dǎo)體邊界條件來(lái)模擬帶狀線的金屬層；帶狀線的金屬層位于介質(zhì)層的中央。在 HFSS 中，與背景相接觸的表面會(huì)自動(dòng)設(shè)置為理想導(dǎo)體邊界，因此帶狀線上下兩邊的參考地?zé)o須額外指定，直接使用默認(rèn)的理想導(dǎo)體邊界即可。實(shí)驗(yàn)步驟及結(jié)果：一、新建工程設(shè)置1. 插入HFSS設(shè)計(jì)2. 設(shè)置求解類型 3. 設(shè)置默認(rèn)的長(zhǎng)度單位從主菜單欄選擇【Modeler】【Units】命令4. 建模相關(guān)選項(xiàng)設(shè)置（使得建立三維模型之后彈出屬性窗口）從主菜單欄中選擇【Tools】【Options】【Modeler Options】5. 定義變量 length從主菜單欄中選擇【HFSS】【

3、Design Properties】命令點(diǎn)擊Add按圖填入相應(yīng)的值然后點(diǎn)擊OK點(diǎn)擊確定6. 添加新材料從主菜單欄中選擇【Tools】【Edit Configured Libraries】【Materials】命令點(diǎn)擊按圖填入相應(yīng)的值，然后點(diǎn)擊ok選擇My_Sub，點(diǎn)擊確定，就把My_Sub設(shè)置成默認(rèn)的選用材料7. 創(chuàng)建帶狀線介質(zhì)層模型隨便設(shè)置一個(gè)圓 , 按圖輸入，創(chuàng)建一個(gè)正六邊形柱體，點(diǎn)擊OK 跳出屬性界面，按圖輸入，點(diǎn)擊確定縮放到合適的大小，可以得到下圖 8. 創(chuàng)建帶狀線金屬層模型隨便畫一個(gè)矩形，按下圖設(shè)置屬性雙擊,打開矩形屬性界面,按下圖設(shè)置屬性，然后點(diǎn)擊確定 單擊選擇Trace 單擊Du

4、plicate Around Axis按下圖設(shè)置，然后點(diǎn)擊OK,就可復(fù)制粘貼Trace，跳出界面，直接點(diǎn)擊確定這樣就復(fù)制粘貼創(chuàng)建成功,隨便畫一個(gè)畫圓，按圖選擇及設(shè)置屬性，點(diǎn)擊確定合并，按住ctrl,依次選擇Trace, Trace1, Trace2, Trace3,Outer，點(diǎn)擊Unite得到下圖減去，隨便畫一個(gè)圓，按下圖設(shè)置屬性按下ctrl依次選擇Trace和Circle1,點(diǎn)擊Subtract點(diǎn)擊OK,得到下圖9設(shè)置環(huán)形帶狀線 Trace 為理想導(dǎo)體邊界,直接點(diǎn)擊OK10設(shè)置耦合器四個(gè)端口為波端口激勵(lì),按下F鍵進(jìn)入面選模式選擇這個(gè)面，右鍵進(jìn)行下面操作按左圖修改屬性，點(diǎn)擊OK按圖上順序依次

5、對(duì)其他三個(gè)端口進(jìn)行同樣操作。就可以得到下圖 右鍵，選擇，將名字改為下方名字因?yàn)橄到y(tǒng)本身就設(shè)定端口阻抗為 50，因此不需要再進(jìn)行操作修改。11. 單頻求解設(shè)置按下圖設(shè)置屬性12. 掃頻設(shè)置 按下圖設(shè)置屬性12.檢查并運(yùn)行點(diǎn)擊Close13. 查看 S 參數(shù)掃頻結(jié)果右鍵單擊工程樹下的 Results 節(jié)點(diǎn)，在彈出菜單中選擇【Create Terminal Solution Data Report】 【Rectangular Plot】命令，打開“結(jié)果報(bào)告設(shè)置”對(duì)話框。按下圖選擇，然后點(diǎn)擊查看生成結(jié)果報(bào)告14. 查看 4GHz 頻點(diǎn)的 S 矩陣右鍵單擊工程樹下的 Results 節(jié)點(diǎn)，從彈出菜單中選擇【Solution Data】命令，打開如圖 9.25 所 示的求解結(jié)果顯示窗口。按下圖設(shè)置屬性：實(shí)驗(yàn)感想： 有了之前對(duì)HFSS的學(xué)習(xí)，這次的實(shí)驗(yàn)做起來(lái)比較順手，也知道了要注意的地方。由于這個(gè)實(shí)驗(yàn)中要畫出積分線，開始的時(shí)候沒(méi)有掌握住技巧。