一分四功分器仿真案例

一 分 四 功 分 器 的 設(shè) 計這個例子教你如何在 HFSS設(shè)計環(huán)境下創(chuàng)建、仿真、分析一個一分四的微帶功分器。圖1一、開始1.啟動AnsoftHFSS點擊微軟的開始按鈕，選擇程序，然后選擇Ansoft，HFSS13程序組，點擊HFSS13，進入AnsoftHFSS。設(shè)置工具選項1、設(shè)置工具選項注意：為了與這個例子的后續(xù)步驟一致，要對工具選項進行如下設(shè)置：2、選擇菜單： Tools>Options>HFSSOptions3、HFSS選項窗口a、點擊常規(guī)（General）標簽創(chuàng)建邊界時使用數(shù)據(jù)輸入條（ UseWizardsfordataentrywhencreatingnewboundaries）：選勾復制幾何圖形的邊界（ Duplicateboundarieswithgeometry）：選勾b、點擊確定鍵。4、選擇菜單 Tools 〉Options 〉ModelerOptions 。5、3DModelerOptions 模塊選項窗口a、點擊Operation鍵曲線自動封閉（ Automaticallycoverclosedpolylines ）：選勾b、點擊Drawing 鍵新的原始模型編輯屬性（ Editpropertyofnewprimitives ）：選勾c、點擊確定。3.打開新工程1、在HFSS窗口，點擊工具條上的 ，或者選擇菜單 File>New 。2、從Project 菜單選擇 InsertHFSSDesign 。圖2設(shè)置求解類型1.選擇菜單HFSS〉SolutionType。2.SolutionType窗口：1）選擇模式驅(qū)動（DrivenModal）2）點擊OK按鈕。圖3二、建立3D模型設(shè)置模型單位選擇菜單Modeler〉Units。設(shè)置單位：選擇單位毫米（mm）點擊確定設(shè)置默認材料1.在3D模型材料工具欄，選擇 Select。圖4選擇定義窗口：a.在通過名稱區(qū)域輸入 TaconicTLX(tm) 。點擊確定。圖5創(chuàng)建襯底創(chuàng)建襯底1）選擇菜單 Draw 〉 Box。在坐標輸入?yún)^(qū)域，輸入長方體的位置0.0,Y:-60，Z:0.0，點擊Enter鍵。坐標輸入?yún)^(qū)域，輸入長方體的對角位置dX:37,dY:120,dZ:0.79，點擊Enter 鍵。設(shè)置名稱在性質(zhì)（Properties）窗口點擊 Box1選擇屬性（Attribute）。在名稱（Name）處輸入：Sub1在透明度(Transparent) 選擇0.6點擊確定。2.

優(yōu)化視角選擇菜單：

View

〉

FitAll

〉A(chǔ)llViews

?；蛘甙醋D6

CTRL+D

鍵。如圖

6所示三、.創(chuàng)建無限接地板創(chuàng)建無限接地板選擇菜單Draw〉Rectangle在坐標輸入?yún)^(qū)域，輸入矩形位置：-30,Y:-72,Z:0.0,點擊Enter鍵。在坐標輸入?yún)^(qū)域，輸入矩形對角位置：dX:92.5,dY:140,dZ:0.79,點擊Enter鍵。設(shè)置名稱在性質(zhì)（Properties）窗口選擇屬性（Attribute）。在名稱（Name）處輸入：GND在透明度(Transparent)選擇0.6點擊確定。優(yōu)化視角選擇菜單：

View

〉

FitAll

〉A(chǔ)llViews

?；蛘甙醋D7

CTRL+D

鍵。如圖

7所示給無限接地板設(shè)置理想電場邊界1）選擇路徑：a.選擇菜單 Edit 〉

Select

〉

ByName

。選擇物體對話框：選擇物體名稱：GND.點擊OK按鈕。2)設(shè)置理想電場邊界a.選擇菜單 HFSS>Boundaries>Assign>PerfectE理想電場窗口名稱:PerfE_GND無限接地板(InfineGroundPlane)選勾點擊OK四、創(chuàng)建貼片創(chuàng)建貼片11）選擇菜單： Draw 〉 Rectangle2）在坐標輸入?yún)^(qū)輸入矩形位置X:0.0,Y:-1.099,Z:0.79,

按

Enter

鍵在坐標輸入?yún)^(qū)屬土矩形的對角：dX:7.479,dY:2.198,dZ:0.0,

按

Enter

鍵3）設(shè)置名稱在屬性（Properties）窗口選擇特性（Attribute在名稱處輸入：Patch1點擊確定鍵4）優(yōu)化視角選擇菜單：View 〉FitAll 〉A(chǔ)llViews

）鍵2. 創(chuàng)建貼片 22）在坐標輸入?yún)^(qū)輸入矩形位置7.479,Y:0,Z:0.79,按Enter鍵在坐標輸入?yún)^(qū)屬土矩形的對角：dX:1.2,dY:5.3981,dZ:0.0,按Enter鍵3）設(shè)置名稱在屬性（Properties）窗口選擇特性（Attribute ）鍵在名稱處輸入：Patch2點擊確定鍵4）優(yōu)化視角選擇菜單：View 〉 FitAll 〉A(chǔ)llViews創(chuàng)建貼片31）選擇菜單： Draw 〉 Rectangle2）在坐標輸入?yún)^(qū)輸入矩形位置6.98,Y:5.3981,Z:0.79,按Enter鍵在坐標輸入?yún)^(qū)屬土矩形的對角：dX:2.198,dY:21.89,dZ:0.0,按Enter鍵3）設(shè)置名稱在屬性（Properties）窗口選擇特性（Attribute ）鍵在名稱處輸入：Patch3點擊確定鍵4）優(yōu)化視角選擇菜單：View 〉 FitAll 〉A(chǔ)llViews創(chuàng)建貼片41）選擇菜單： Draw 〉 Rectangle2）在坐標輸入?yún)^(qū)輸入矩形位置9.178,Y:27.2881,Z:0.79,按Enter鍵在坐標輸入?yún)^(qū)屬土矩形的對角：dX:11,dY:2.198,dZ:0.0,按Enter鍵3）設(shè)置名稱在屬性（Properties）窗口選擇特性（Attribute）鍵在名稱處輸入：Patch4點擊確定鍵4）優(yōu)化視角選擇菜單：View〉FitAll〉A(chǔ)llViews創(chuàng)建貼片51）選擇菜單： Draw 〉 Rectangle2）在坐標輸入?yún)^(qū)輸入矩形位置20.178,Y:28.3881,Z:0.79,按Enter鍵在坐標輸入?yún)^(qū)屬土矩形的對角：dX:1.4,dY:11,dZ:0.0,按Enter鍵3）設(shè)置名稱在屬性（Properties）窗口選擇特性（Attribute ）鍵在名稱處輸入：Patch5點擊確定鍵4）優(yōu)化視角選擇菜單：View 〉FitAll 〉A(chǔ)llViews創(chuàng)建貼片61）選擇菜單： Draw 〉 Rectangle2）在坐標輸入?yún)^(qū)輸入矩形位置X:19.779,Y:39.3871,Z:0.79,按Enter鍵在坐標輸入?yún)^(qū)屬土矩形的對角：dX:2.198,dY:3.1,dZ:0.0,按Enter鍵3）設(shè)置名稱在屬性（Properties

）窗口選擇特性（

Attribute

）鍵在名稱處輸入：

Patch6點擊確定鍵4）優(yōu)化視角選擇菜單：

View

〉

FitAll

〉A(chǔ)llViews創(chuàng)建貼片71）選擇菜單： Draw 〉 Rectangle2）在坐標輸入?yún)^(qū)輸入矩形位置21.977,Y:42.4871,Z:0.79,按Enter鍵在坐標輸入?yún)^(qū)屬土矩形的對角：dX:15.023,dY:2.06,dZ:0.0,按Enter鍵3）設(shè)置名稱在屬性（Properties）窗口選擇特性（Attribute ）鍵在名稱處輸入：Patch7點擊確定鍵4） 優(yōu)化視角圖8是

選擇菜單：7個貼片的視圖。

View

〉

FitAll

〉A(chǔ)llViews圖88.創(chuàng)建貼片

8圖91）選擇菜單： Draw 〉 Line2）將Patch3和Patch4接頭處連接起來將三個頂點以此連接，形成一個封閉的三角形，如圖

9所示。設(shè)置名稱在屬性（Properties）窗口選擇特性（Attribute）鍵在名稱處輸入：Line1點擊確定鍵優(yōu)化視角選擇菜單： View 〉FitAll 〉A(chǔ)llViews創(chuàng)建貼片91）選擇菜單： Draw 〉 Line2）將Patch6和Patch7接頭的地方連接起來將三個頂點以此連接，形成一個封閉的三角形在屬性（Properties）窗口選擇特性（Attribute ）鍵在名稱處輸入：Line24)

點擊確定鍵優(yōu)化視角選擇菜單： View

〉

FitAll

〉A(chǔ)llViews圖

1010．組合導體1）選擇菜單中的 編輯（Edit）>選擇（Select）>通過名稱（ ByName）2）選擇對象對話框a．選擇對象名稱：依次 Patch5,Patch6,Patch7,Line2注意：用 CTRL+鼠標左鍵可以選擇多個對象b．點擊 OK按鈕3）選擇菜單中的 模型（Modeler）>布爾運算（ Boolean）>結(jié)合（Unite）圖11組合后的名稱為 Line2鏡像復制Line2選擇菜單中的編輯（Edit）>選擇（Select）>通過名稱（ByName）a．選擇對象名稱：Line2b．點擊OK按鈕選擇項目菜單Edit>Duplicate>Mirror在坐標輸入?yún)^(qū)輸入矩形位置20.178,Y:28.3881,Z:0.79,按Enter鍵在坐標輸入?yún)^(qū)屬土矩形的對角：dX:0.0,dY:-1.1,dZ:0.0,按Enter鍵在名稱處輸入：Patch5_1點擊確定鍵12．組合導體1）選擇菜單中的 編輯（Edit）>選擇（Select）>通過名稱（ ByName）2）選擇對象對話框a．選擇對象名稱：依次Patch5_1,Patch2,Patch3,Patch4,Line2_1,Line1注意：用CTRL+鼠標左鍵可以選擇多個對象b．點擊 OK按鈕3）選擇菜單中的 模型（Modeler）>布爾運算（ Boolean）>結(jié)合（Unite）組合后的名稱為 Line1,如圖13所示圖1313.鏡像復制 Line1選擇組合對象名稱： Line12）選中組合的圖形進行鏡像復制選擇菜單中的 編輯（Edit）>選擇（Select）>通過名稱（ByName）a．選擇對象名稱： Line1b．點擊OK按鈕3）選擇項目菜單 Edit>Duplicate>Mirror在坐標輸入?yún)^(qū)輸入矩形位置X:7.479,Y:0.0,Z:0.79,按Enter鍵在坐標輸入?yún)^(qū)屬土矩形的對角：dX:0.0,dY:-1.099,dZ:0.0,按Enter鍵在名稱處輸入：Patch5_1點擊確定鍵14．組合所有導體1）選擇菜單中的 編輯（Edit）>選擇（Select）>通過名稱（ ByName）2）選擇對象對話框a．選擇對象名稱： Patch1,Line1_1,Patch5_1_1,注意：用 CTRL+鼠標左鍵可以選擇多個對象b．點擊 OK按鈕3）選擇菜單中的 模型（ Modeler）>布爾運算（4）選擇菜單： View 〉FitAll 〉A(chǔ)llViews組合后的圖形為 Line1_1,如圖14所示

Boolean）>結(jié)合（

Unite）圖

14五、設(shè)置目標為理想電場邊界選擇目標：1) 選擇菜單： Edit 〉Select〉 ByName選擇對象對話框a、選擇對象名稱：Line1_1b、點擊確定按鈕設(shè)置理想電場邊界選擇菜單HFSS>Boundaries>Assign>PerfectE理想電場窗口a、名稱:PerfE_Patch1b、點擊確定按鈕六、設(shè)置網(wǎng)格線平面設(shè)置網(wǎng)格線平面1．選擇菜單下拉選項： Modeler> GridPlane >YZa)建立端口

創(chuàng)建波端口1：1．選擇主菜單下拉選項：2．應(yīng)用坐標信息框，輸入

Draw>RectangleRectangle的位置坐標X:0.0,Y:1.099,Z:0.79, 敲“回車”鍵應(yīng)用坐標信息框，輸入 Rectangle對角的相對位置dX:0.0,dY:-2.198,dZ:-0.79,

敲“回車”鍵設(shè)置名稱1．在“Properties”窗口，選擇“ Attribute ”選項卡在“Name”項輸入：S1．點擊“OK”按鈕調(diào)整視圖(tofittheview)1.選擇菜單：建立端口 2：

View

〉

FitAll

〉A(chǔ)llViews1．選擇主菜單下拉選項：2．應(yīng)用坐標信息框，輸入

Draw>RectangleRectangle的位置坐標X:37,Y:42.4871,Z:0.79, 敲“回車”鍵應(yīng)用坐標信息框，輸入 Rectangle對角的相對位置dX:0.0,dY:2.06,dZ:-0.79,

敲“回車”鍵設(shè)置名稱1．在“Properties”窗口，選擇“ Attribute ”選項卡在“Name”項輸入：S2．點擊“OK”按鈕調(diào)整視圖(tofittheview)1. 選擇菜單：建立端口 3：

View

〉

FitAll

〉A(chǔ)llViews鏡像復制

S21)選擇菜單中的 編輯（Edit）>選擇（Select）>通過名稱（ ByName）a．選擇對象名稱： S2b．點擊OK按鈕選擇項目菜單Edit>Duplicate>Mirror在坐標輸入?yún)^(qū)輸入矩形位置X:37,Y:28.3871,Z:0.0,

按

Enter

鍵在坐標輸入?yún)^(qū)屬土矩形的對角：dX:0.0,dY:-1,dZ:0.0, 按Enter

鍵擊確定鍵a.選擇樹狀圖中復制后的端口 S2_1b.在“Properties”窗口，選擇“ Attribute ”選項卡在“Name”項輸入：S3點擊確定鍵建立端口 4：鏡像復制 S3選擇菜單中的編輯（Edit）>選擇（Select）>通過名稱（ByName）a．選擇對象名稱：S3b．點擊OK按鈕選擇項目菜單Edit>Duplicate>Mirror在坐標輸入?yún)^(qū)輸入矩形位置X:37,Y:0.0,Z:0.79,

按Enter

鍵在坐標輸入?yún)^(qū)屬土矩形的對角：dX:0.0,dY:-1,dZ:0.0,

按

Enter

鍵擊確定鍵a.選擇樹狀圖復制后的端口 S3_1b.在“Properties”窗口，選擇“ Attribute ”選項卡在“Name”項輸入：S4點擊確定鍵建立端口 5：鏡像復制 S2選擇菜單中的編輯（Edit）>選擇（Select）>通過名稱（ByName）a．選擇對象名稱：S2b．點擊OK按鈕選擇項目菜單Edit>Duplicate>Mirror在坐標輸入?yún)^(qū)輸入矩形位置X:37,Y:0.0,Z:0.79,

按Enter

鍵在坐標輸入?yún)^(qū)屬土矩形的對角：dX:0.0,dY:-1,dZ:0.0,

按

Enter

鍵擊確定鍵a.選擇樹狀圖中復制后的端口 S2_1b.在“Properties”窗口，選擇“ Attribute ”選項卡在“Name”項輸入：S5點擊確定鍵圖15七、設(shè)置激勵1）選擇對象 S1：a．選擇菜單中的 編輯（Edit）>選擇（Select）>通過名稱（ ByName）b．選擇對象對話框a）選擇對象名稱： S1b）點擊 OK按鈕2）選擇菜單中的 HFSS>激勵（Excitations）>指定（Assign）>波端口（LumpedPort ）3）波端口：常規(guī)（General）a．名稱：S1b．點擊下一步（Next）按鈕4）波端口：終端（Terminals）a．終端（Terminals）數(shù)目：1b．對于T1，點擊未定義（Undefined）欄并選擇新建線（NewLine）c．利用坐標輸入欄，輸入向量的位置X：0.0，Y：0.0，Z：0.79，按回車鍵d．利用坐標輸入欄，輸入向量頂點dX：0.0，dY：0.0，dZ：-0.79，按回車鍵或者直接從要設(shè)置激勵的端口中間從上往下畫如圖17所示e．點擊下一步（Next）按鈕5）波端口：差分對點擊下一步（Next）按鈕6）波端口：后加工參考阻抗：507）點擊完成（Finish）按鈕圖16以同樣的方法設(shè)置其它的端口激勵 S2、S3、S4、S5圖17八、創(chuàng)建空氣創(chuàng)建空氣選擇菜單Draw〉Box在坐標輸入?yún)^(qū)，輸入長方體位置X:-30,Y:-72,Z:0.0, 點擊 Enter鍵在坐標輸入?yún)^(qū)域，輸入長方體的對角位置dX:92.5,dY:140,dZ:24, 點擊 Enter鍵設(shè)置名稱在屬性（Properties）窗口選擇特性（Attribute）鍵在名稱處輸入：Air3）在透明度（ Transparent）選擇 0.8點擊確定按鈕優(yōu)化視角選擇菜單：View 〉 FitAll 〉A(chǔ)llViews圖18九、創(chuàng)建輻射邊界選擇面選擇菜單：Edit〉Select〉Faces2) 選擇除了在 0.0mm處（faceatZ=0.0mm ）的面之外的所有空氣的面創(chuàng)建輻射邊界1) 選擇菜單 HFSS 〉Boundaties 〉A(chǔ)ssign 〉Radiation輻射邊界窗口名稱：Rad1點擊確定按鈕圖19十、分析設(shè)置一)創(chuàng)建分析設(shè)置1) 選擇菜單： HFSS〉A(chǔ)nalysisSetup 〉A(chǔ)ddSolutionSetup求解設(shè)置窗口a、點擊 通用（General）鍵求解頻率（SolutionFrequency）：1.268GHz最大通過數(shù)目： 20通過的最大 DeltaS：0.02b、點擊 確定按鈕圖20)增加掃頻增加掃頻1) 選擇菜單 HFSS 〉 AnalysisSetup 〉A(chǔ)ddFrequencySweepa、選擇求解設(shè)置： Setup1b、點擊OK按鈕編輯掃頻窗口a、掃描類型： 快速（Fast）b、頻率設(shè)置類型： 線形計數(shù)（開始(Start)：0.8GHz結(jié)束（Stop）：1.8GHz步長（LineStept）：0.1保存場：選勾c、點擊OK按鈕

LinearStep

）圖

21十一、 保存工程1.在 AnsoftHFSS 的窗口，選擇菜單：2.在 SaveAs窗口，輸入文件名稱：

File 〉SaveAshfss_probepatch點擊保存按鈕十二、分析一)模型檢查1、模型檢查A、 選擇菜單：HFSS 〉 ValidationCheckB、 點擊 關(guān)閉（Close）按鈕圖22注意：使用信息管理器可以看到任何錯誤或警告信息。二) 分析1、開始求解過程A、 選擇菜單：HFSS 〉 AnalyzeAll圖23三）計算結(jié)果數(shù)據(jù)1．選擇菜單中的 HFSS>結(jié)果（Results）>計算結(jié)果數(shù)據(jù)（SolutionData）1）查看概況（ Profile）：點擊概況（Profile）標簽2）查看收斂情況（ Convergence