同軸短線諧振器分析

1、算例來源：算例制作：算例校核：關(guān) 鍵 詞：同軸短線諧振器分析摘要：本文詳細(xì)的介紹了ANSYS HFSS軟件對同軸短線諧振腔進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)的過程，并利用軟件優(yōu)化出最理想的符合要求的尺寸。 同軸短線諧振器模型打開ANSYS17.1軟件，單擊 或者【Project】【Insert HFSS Design】，并單擊【File】【Save As】保存，注意文件名和保存路徑為非中文。一、新建工程二、設(shè)置變量1、單擊菜單命令【HFSS】【Design Properties】【Add】，添加變量。2、輸入變量的值，本例我們只設(shè)置一個變量，如下圖所示三)設(shè)置仿真類型設(shè)置仿真類型：1.選擇HFSS Solution

2、 Type2. 打開Solution Type窗口：a.選擇 Terminalb. 點(diǎn)擊OK四、HFSS 3D 建模一)設(shè)置模型單位1. 選擇 Modeler Units2. 設(shè)置單位：a.選擇單位：mmb. 點(diǎn)擊OK二)設(shè)置坐標(biāo)平面 選擇 Modeler Grid Plane XZ或者直接在主界面設(shè)置ZX三)創(chuàng)建導(dǎo)體1 選擇Draw Cylinder，或者點(diǎn)擊 ，點(diǎn)擊Cylinder1的屬性欄，設(shè)置如下：Conductor 的坐標(biāo)參數(shù)如圖：四)創(chuàng)建短線 創(chuàng)建短線的步驟與創(chuàng)建導(dǎo)體1的步驟相同，其屬性和參數(shù)化設(shè)置如下圖：五)創(chuàng)建元件Body 創(chuàng)建元件body的過程與創(chuàng)建導(dǎo)體和短線的步驟一樣，其屬

3、性和參數(shù)化設(shè)置如下圖： 創(chuàng)建好的圖形如圖：六)創(chuàng)建波端口激勵1 注意：為了簡化結(jié)構(gòu)，將創(chuàng)建一個2維的物體來代表端口。這并不是定義端口的必須要求。繪圖面選擇框可以用來選擇繪圖坐標(biāo)面。畫一個圓來作為端口： 1.選擇Draw Circle，坐標(biāo)設(shè)置：名稱設(shè)置：1. 雙擊樹型圖中的“Circle1”彈出Attribute標(biāo)簽窗口2. 命名為：p13. 點(diǎn)擊確定七)添加波端口激勵 選中p1，右擊或者選擇HFSS Excitations Wave Port，出現(xiàn)如圖所示界面，單擊OK。八)創(chuàng)建端口2 按Crtl選擇導(dǎo)體Body，Conductor和p1，選擇Edit Duplicate Around Ax

4、is.或者直接點(diǎn)擊 ，完成后的視圖如圖所示。a. 軸：Xb. Angle: -90 c. Total Number: 2 d. 點(diǎn)擊OK九) 創(chuàng)建短線形狀選中物體Body，選擇Edit Duplicate Around Axis或者點(diǎn)擊 ，完成后視圖如圖所示。a. Axis: X b. Angle: 180 c. Total Number: 2 d. 點(diǎn)擊OK十四) 聚合物體聚合空氣腔：選中物體Body, Body_1, Body_2，選擇 Modeler Boolean Unite，或者點(diǎn)擊 。聚合導(dǎo)體和短線：選中Conductor, Conductor_1和Stub命名的物體，選擇 Mod

5、eler Boolean Unite,或者點(diǎn)擊 。聚合后的圖形如圖所示：四 .分析設(shè)置一)創(chuàng)建一個分析設(shè)置1. 選擇HFSS Analysis SetupAdd Solution Setup2. 打開仿真設(shè)置窗口：a. 點(diǎn)擊General標(biāo)簽Solution Frequency: 13 GHzMaximum Number of Passes: 10Maximum Delta S: 0.02b. 點(diǎn)擊確定二)添加頻率掃描添加掃描：1. 選擇HFSS Analysis Setup Add Frequency Sweep.a. 選擇仿真設(shè)置：Setup1b. 點(diǎn)擊OK2. 編輯掃描窗口，設(shè)置如下：a

6、. Sweep Type: Fastb. Frequency Setup Type: Linear StepStart: 5.0 GHzStop: 20.0 GHzStep: 0.01 GHz五、設(shè)計(jì)檢查和運(yùn)行仿真分析 選擇HFSS Validation Check操作命令，或者單擊工具欄中的 按鈕，可以執(zhí)行設(shè)計(jì)檢查操作，彈出如圖所示的對話框。 如果設(shè)計(jì)檢查中，所有的步驟都是正確且完整的，就可運(yùn)行仿真分析了。單擊工具欄中的 按鈕，或者從主菜單欄選擇 HFSS Analyze All就可以進(jìn)行分析了。六 .創(chuàng)建Terminal S-Parameter幅度圖 選擇HFSS Results Crea

7、te Terminal Solution Data Report Rectangular Plot，或者右擊工程樹下的Results ，選項(xiàng)如圖。S 參數(shù)掃頻結(jié)果七)優(yōu)化設(shè)置-參數(shù)掃描在設(shè)計(jì)一個微波器件的時候，通常在基于掃描參數(shù)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)，帶有優(yōu)化掃描參數(shù)的Ansys HFSS可以自動的創(chuàng)建設(shè)計(jì)的指標(biāo)曲線。添加一個參數(shù)掃描，選擇HFSS Optimetrics Analysis Add Parametric或者點(diǎn)擊工程樹下OptimetricsAddParametric，添加l0為掃描變量，設(shè)置如圖所示，完成添加參數(shù)掃描操作。參數(shù)掃描分析結(jié)果八）優(yōu)化設(shè)計(jì)一）參數(shù)掃描對于普通設(shè)計(jì)的曲線很有用。對于這個普通的只有一個變量的設(shè)計(jì)我們可以用曲線圖來對沒有包含在參數(shù)掃描中的優(yōu)化指標(biāo)進(jìn)行一個估算。Ansys HFSS和Optimization從已知的優(yōu)化結(jié)果得出估算結(jié)果。為了顯示這點(diǎn)我們將設(shè)在13GHz時S12有最小值。因?yàn)檫@個設(shè)計(jì)的頻率很高，我們假設(shè)在13GHz時 Optimetrics Analysis Add Optimization打開優(yōu)化設(shè)置窗口：三)查看優(yōu)化結(jié)果：1.在Project