HFSS 与腔体滤波器设计

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hfss腔体滤波器设计实例

hfss腔体滤波器设计实例

hfss 腔体滤波器设计实例在微波带通滤波器的设计中,我们经常采用腔体交指型结构。

它具有插损小、带外抑制度高、结构紧凑、体积小等优点。

对于腔体交指型带通滤波器的设计,现在比较广泛的的思路是:只考虑相邻两耦合杆之间的耦合关系,忽略相邻杆以外的边缘电容的影响,因而采用两个沿结构传输的TEM 正交模来描述,即奇模和偶模。

而实际在这种滤波器结构中所有的谐振杆之间都存在耦合,因此这种方法只是一种简化的近似设计。

采用这种方法设计的产品性能差,表现在带内插损和波纹大,矩形系数不好等,一般无法满足现在通讯的要求,我们还要花大量的精力对滤波器进行调整,以提高其性能。

甚至需要重新加工再生产,这大大增加了产品的研制成本和周期。

因此我们必须对滤波器进行精确的设计,即在工程设计中将所有谐振杆的耦合都考虑进去,而这不是传统的手工计算可以完成的,必须借助计算机软件进行辅助设计。

自上世纪70 年代以来,CAD 工具在微波工程领域得到越来越广泛的应用。

经过多年的发展,目前国内外已有多种微波CAD 软件,而以Ansoft公司的HFSS 效果最佳。

通过该软件我们可以方便的得到各种物理模型,进而对该模型进行电磁场的仿真。

计算结束后我们就可以得到所需的场结构和相关的S 参数,也就知道了该滤波器的电性能情况。

本文用一个实例介绍了一种设计思路,借助计算机利用Ansoft 公司的HFSS 软件对腔体交指型滤波器进行精确设计,实验表明用这种方法设计的滤波器有通带平坦、插损小、精确度高等特点。

hfss 腔体滤波器设计实例下面通过一个S 波段的五级滤波器的设计实例加以说明。

首先我们通过简化的近似计算得到该滤波器的几何数据的初值,由于这类滤波器的粗略设计的方法已经很成熟,因此这里不进行详细介绍,直接给出(详细情况可参看《现代微波滤波器的结构与设计》)。

但这一步也是非常重要的,初值的好坏直接关系到我们利用软件计算优化的快慢。

我们知道,对交指型滤波器的理论分析由平行耦合线滤波器演化而来。

基于HFSS的微调谐腔体带通滤波器设计

基于HFSS的微调谐腔体带通滤波器设计

基于HFSS的微调谐腔体带通滤波器设计发表时间:2016-10-12T14:41:17.417Z 来源:《电力设备》2016年第14期作者:李婷婷[导读] 针对微调谐腔体带通滤波器设计制造中存在的问题,介绍了腔体带通滤波器的总体设计。

(广州海格通信集团股份有限公司)摘要:针对微调谐腔体带通滤波器设计制造中存在的问题,介绍了腔体带通滤波器的总体设计;论述了需要解决的问题,如优化计算、提高仿真精度和简化调谐结构,并对二端口网络等效替换、整体仿真和微调谐关键技术进行了分析。

关键词:腔体带通滤波器;微调谐;免调谐;HFSS传统的微波腔体带通滤波器的设计过程中,参数计算量大,仿真存在误差,调谐过程耗时费力。

随着腔体带通滤波器在微波通信设备中的广泛应用,其设计方法有待改进。

通过设计参数求取方法的改进和对原理图的完善补充以及采用合理的仿真过程,确保了滤波器设计的精确度。

在此基础上,摒弃传统的用调谐螺钉调谐的方式,采用微调谐结构的腔体来实现滤波器的微调谐,配合线切割加工工艺,最终实现腔体带通滤波器的精确微调谐设计,一定的相对带宽条件下,可实现免调谐设计。

一、总体设计微波腔体带通滤波器的设计过程大体分为3步:一是按设计要求求取设计参数;二是进行滤波器模型的仿真;三是进行滤波器的调谐。

求取设计参数一般先根据设计要求选择合适的切比雪夫低通原型滤波器,因为较之最大平坦型滤波器,切比雪夫滤波器有更优异的带外抑制,较之椭圆函数滤波器更易于实现。

进行模型仿真前,还需要得到以下3个参数:一是单端输入最大群时延;二是谐振器间耦合系数;三是谐振腔的谐振频率。

滤波器模型的仿真分为2步:第一步要在HFSS中建立滤波器的三维微调谐模型;第二步就是进行HFSS的模型仿真。

在HFSS中建立滤波器腔体模型后,对其先后进行单谐振器本征模仿真、双谐振器本征模仿真和单端输入最大群时延仿真,分别得到单谐振器谐振频率、相邻谐振器间耦合系数和单端输入最大群时延等参数的仿真值。

HFSS高性能平行耦合微带带通滤波器设计与仿真攻略

HFSS高性能平行耦合微带带通滤波器设计与仿真攻略

HFSS高性能平行耦合微带带通滤波器设计与仿真攻略实现射频带通滤波器有多种方法,如微带、腔体等。

腔体滤波器具有Q值高、低插损和高选择性等特点,但存在成本较高、不易调试的缺点,并不太适合项目要求。

而微带滤波器具有结构紧凑、易于实现、独特的选频特性等优点,因而在微波集成电路中获得广泛应用。

常用的微带带通滤波器有平行耦合微带线滤波器、发夹型滤波器、1/4波长短路短截线滤波器、交指滤波器等形式以及微带线的EBG (电磁带隙)、DGS(缺陷地结构)等新结构形式。

而平行耦合微带带通滤波器具有体积小、重量轻、易于实现等优点。

01平行耦合带通滤波器的基本原理平行耦合带通滤波器是一种分布参数滤波器滤波器,它是由微带线或耦合微带线组成,其具有重量轻、结构紧凑、价格低、可靠性高、性能稳定等优点,因此在微波集成电路集成电路的供应商中,它是一种被广为应用的带通滤波器。

滤波器的基础是谐振电路,它是一个二端口网络,对通带内的频率信号呈现匹配传输,对阻带频率信号失配而进行发射衰减,从而实现信号频谱过滤功能。

微波带通滤波器在无线通信系统通信系统中起着至关重要的作用,尤其是在接收机前端。

滤波器性能的优劣直接影响到整个接收机性能的好坏,它不仅起到频带和信道选择的作用,而且还能滤除谐波,抑制杂散。

02平行耦合带通滤波器结构与模型的创建平行耦合带通滤波器原理平行耦合单元由两根相互平行且有一定间距的微带线组成,其结构图包括介质层、接地层和微带线如图 3.3 所示。

图中每根微带线的宽度和厚度分别为为W 和t;两根微带线的间距为S;介质层厚度和介电常数分别为h 和Er。

两根微带线通过接底层产生了耦合效应,随之产生了奇模和偶模特征阻抗。

平行耦合带通滤波器通过级联平行耦合线元件得到。

平行耦合带通滤波器的相对带宽BW 与中心频率、上边频和下边频有关,而奇模和偶模特征阻抗由低通滤波器参数g、滤波器输入输出端口特征阻抗Zo和耦合单元组成。

可由以下公式得到:平行耦合带通滤波器参数计算与设计本节中所设计的平行耦合带通滤波器指标如下表所示:根据表中滤波器指标,选择0.1dB纹波的切比雪夫滤波器来设计,阶数为5阶。

腔体式带通滤波器的研究与设计

腔体式带通滤波器的研究与设计

西安科技大学硕士学位论文腔体式带通滤波器的研究与设计姓名:***申请学位级别:硕士专业:通信与信息系统指导教师:***2011论文题目:腔体式带通滤波器的研究与设计专业:通信与信息系统硕士生:刘健(签名)指导老师:刘新良(签名)摘 要近年来,随着移动通信、电子对抗和导航技术的飞速发展,对新的微波元器件的需求和现有器件性能的改善都提出了很高的要求。

微波带通滤波器作为一种重要的微波元器件在近几年来也得到了大力的发展。

因此,对微波滤波器理论和设计方法的研究,已经引起了国内外器件工程师的极大兴趣。

本文以腔体式带通滤波器为研究的对象,采用综合法的经典公式与计算机仿真工具相结合的方法简化了设计过程,提高了设计和加工的准确性。

在整个研究的过程中,概括起来主要做了以下几个方面的工作:1. 从滤波器的网络设计理论入手,在耦合谐振腔带通滤波器的理论基础上,研究了从低通原型滤波器到耦合谐振腔可调带通滤波器的设计过程。

2. 针对腔体式带通滤波器的设计,研究分析了滤波器频率变化和滤波器性能参数之间的关系,得出实际设计时所需参数和滤波器结构的设计公式。

3. 依据设计指标,明确采用切比雪夫函数带通滤波器,并利用HFSS仿真软件对几何尺寸参数的初值进行了仿真、优化,以得到滤波器几何尺寸参数的终值,使其能够满足最初的设计指标要求,最终的仿真结果说明了这种方法的可行性和实用性。

关键词:带通滤波器;微波滤波器;同轴腔;切比雪夫滤波器;HFSS研究类型:应用研究Subject : The Cavity Asana Band-pass Filter Research and Design Specialty :Communication and Information SystemName : Liu Jian (Signature)Instructor:Liu Xin-liang (Signature)ABSTRACTWith the rapid development of the mobile communication industry,the electronic countermeasure and the technologies of navigation in recent years,the demand of new microwave components and the requirement of improving the quality of the existing microwave components are very high.Therefore the Microwave Band-pass filter, as an important microwave component, is well developed in recent years. Domestic and foreign engineers are very interested in the research of Microwave filters theory and practical design for the microwave filters.This paper chooses cavity asana band-pass filter as research object, combining the method of the synthetic classic formula with computer simulation tools to study, therefore simplifies the design process, and improve the accuracy of designing and machining. In the process. The study mainly includes several aspects:1.Starting from the network design theory of filter, based on coupling resonatorband-pass filter theory, this paper studies the design process developed from Low-pass prototype filter to Coupling resonance cavity adjustable band-pass filter.2. To design cavity band-pass filter, this paper researches and analyzes the relationshipbetween filter frequency variation and filter performance parameters. As a result, it finds out the designing formula.3. According to the design index, this research makes use of Chebyshev functionband-pass filter, and uses HFSS simulation software to simulate and optimize the initial geometric parameters to get the final value of geometric parameters of filter, so it can meet its original design requirements. The final simulation results demonstrate the feasibility and practicability of this method.Key words:Band-pass filter Microwave filter Coaxial-cavity Chebyshev HFSS Thesis : Application Research1 绪论1 绪论1.1 滤波器概述当前,无线通信技术高速发展,业务范围不断扩大,人们对无线产品的需求迅速增长。

HFSS高性能平行耦合微带带通滤波器设计与仿真攻略

HFSS高性能平行耦合微带带通滤波器设计与仿真攻略

HFSS高性能平行耦合微带带通滤波器设计与仿真攻略HFSS(High Frequency Structural Simulator)是一款广泛应用于高频电磁场仿真的软件工具,具有高效准确的计算能力,广泛应用于微波通信、天线设计、微带滤波器设计等领域。

在微带带通滤波器设计中,HFSS软件可以帮助工程师快速准确地设计出性能优异的滤波器,提高设计效率和准确性。

本文将介绍HFSS软件在高性能平行耦合微带带通滤波器设计与仿真中的一般步骤和攻略。

一、平行耦合微带带通滤波器原理平行耦合微带带通滤波器是一种结构简单、性能良好的微带滤波器,通常由一组垂直耦合微带谐振器和几个开路微带谐振器组成。

通过合理设计电路结构中的微带谐振器的长度、宽度和耦合间隔等参数,可以实现所需的滤波特性。

平行耦合微带带通滤波器通常具有较低的插入损耗、较高的带宽和较好的阻带衰减等性能。

二、HFSS平行耦合微带带通滤波器设计步骤1.确定滤波器的工作频率和性能指标,如通带中心频率、通带带宽、阻带衰减等;2.设计滤波器的电路拓扑结构,包括微带谐振器的种类和数量、耦合方式等;3.利用HFSS软件建立滤波器的三维模型,并设置仿真参数,如工作频率、网格精度等;4.通过HFSS软件进行电磁场仿真,分析滤波器的传输特性和谐振器的工作状态,调整设计参数以满足性能指标;5.优化滤波器的结构设计,如微带谐振器的长度、宽度和耦合间隔等参数;6.在HFSS软件中进行频域和时域仿真,验证滤波器的性能指标是否满足设计要求;7.在满足性能指标的前提下,进一步优化滤波器的结构设计,以降低损耗和提高性能;8.导出最终的滤波器设计文件,用于制作和验证实际器件性能。

1.合理选择HFSS软件版本和许可证类型,确保软件功能和性能满足设计需求;2.熟练掌握HFSS软件的操作界面和基本功能,包括建模、设置仿真参数、网格划分、分析结果等;3.在建立滤波器的三维模型时,注意设计精度和模型简化,提高仿真效率和准确性;4.在仿真过程中,结合HFSS软件的参数优化功能,快速有效地调整设计参数,实现滤波器性能的优化;5.结合HFSS软件的频域和时域仿真功能,全面分析滤波器的传输特性和动态响应,确保性能指标的准确性;6.在滤波器设计的不同阶段,及时保存和备份仿真文件和结果,方便后续验证和分析;8.最终,通过HFSS软件的仿真和验证结果,确定滤波器的结构设计方案,并导出制作文件进行实际器件的制作和测试。

3.4GHz梳状线腔体滤波器的设计.

3.4GHz梳状线腔体滤波器的设计.

本科生毕业论文设计题目: 3.4GHz 梳状线腔体滤波器的设计系 部 学科门类 工 学 专 业 电子信息工程 学 号姓 名指导教师年 月 日装 订 线3.4GHz梳状线腔体滤波器的设计摘要在当今通信领域中,微波滤波器在通信设备中占有重要的地位,在微波毫米波通信、卫星通信、雷达、导航、制导、电子对抗、测试仪表等系统中,有着广泛的应用。

梳状线滤波器具有小体积、高Q值、高功率容量等优点,是微波滤波器中常见的腔体形式,工程实用性较强,广泛应用于通信及其它领域。

本文从滤波器的工作原理出发,分析了梳状线带通滤波器的结构特征,并利用软件Ansoft HFSS进行仿真,最后基于仿真结果制作出实物并进行了调试,使其最终达到预期的指标。

关键词:梳状线滤波器仿真调试ABSTRACTIn the field of current communication, Comb-line filters occupies an important position in communication equipment. Microwave filters has a wide range of applications in microwave communication, millimeter wave communication, satellite communication, radar, navigation, guidance, electronic against, testing instruments system. Comb-line filters have small size, high Q value, high power capacity etc, and is common in microwave filters of the recessed forms, therefore it widely used in communications and other fields . Based on the theory of filters, the structure characters of comb-line band-pass filter have been analyzed and the typical parameters have been calculated. Then the filter is simulated with software Ansoft HFSS. At last, I have manufactured a practicality based on the results of simulation and debugged it for the purpose of achieving anticipative targets.Key words:Comb-line Filter Simulation Debug目录一绪论 (1)1.1 课题来源与意义 (1)1.2 国内外发展状况 (1)1.3 课题的研究内容、方法及手段 (1)二梳状线滤波器的综合介绍 (3)2.1 梳状线滤波器的特点 (3)2.2 梳状线滤波器的结构 (3)2.3 梳状线滤波器的工作原理 (3)三梳状线滤波器的设计 (4)3.1 梳状线滤波器设计思路 (4)3.2 梳状线滤波器的技术指标 (4)3.3 梳状线滤波器的归一化原型 (4)3.4 频率变换 (5)3.5 相关的理论计算过程 (5)四运用Ansoft HFSS进行仿真设计 (7)4.1 单腔模型及仿真结果 (7)4.2 双腔模型及仿真结果 (8)五梳状线滤波器的实物制作与测试 (11)六总结与结论 (12)参考文献 (13)一绪论1.1 课题来源与意义本课题来源于科研生产。

基于HFSS设计同轴腔调谐滤波器

基于HFSS设计同轴腔调谐滤波器

基于HFSS设计同轴腔调谐滤波器贾建蕊;韩军【摘要】同轴腔调谐滤波器在军事通信设备中具有广泛应用.论述了该类滤波器的设计原理,详细分析了腔间耦合孔和输入、输出耦合环的位置和大小的设计,在此基础上应用高频结构仿真软件(HFSS),对L波段调谐滤波器的实例进行仿真设计.结果表明仿真拟合准确,说明应用HFSS仿真软件能够很好的描述调谐滤波器的关键设计内容.【期刊名称】《无线电工程》【年(卷),期】2011(041)001【总页数】4页(P44-46,60)【关键词】滤波器;调谐;耦合孔;耦合环【作者】贾建蕊;韩军【作者单位】中国电子科技集团公司第五十四研究所,河北,石家庄,050081;中国电子科技集团公司第五十四研究所,河北,石家庄,050081【正文语种】中文【中图分类】TN4540 引言调谐滤波器既能够实现频率抗干扰又能够满足最佳收、发滤波器要求,其通带频率能够随着工作频率要求的改变而相应改变,在通信系统抗干扰技术中的作用举足轻重。

腔体调谐滤波器设计主要存在以下2个难点:①在调谐过程中,滤波器的响应特性和绝对带宽随着中心频率的变化而发生显著变化,通带内插损增大,阻带抑制度下降;②在调谐过程中,中心频率随着耦合结构的变化呈非线性变化,耦合结构难以实现。

在此根据滤波器设计的基本原理,利用HFSS进行预仿真,很好地克服了上述2个缺点,实现了实例设计。

1 总体设计以L波段滤波器设计为例,主要设计参数如表1所示。

由于所设计的调谐滤波器的调谐范围为1 300~1 600MHz,为了便于照顾整个频段的相对带宽,选择中间点1 450 MHz为设计频点。

利用网络综合法,选取切比雪夫函数作为逼近函数,切比雪夫响应函数[1]。

在通带内是等波纹型的,通带内损耗LAr要足够小,取LAr=0.03。

经查表计算确定滤波器阶数n=4,对应的低通原型参数 gn可通过公式计算得:g0=1,g1=0.868 1,g2=1.275 4,g3=1.506 2,g4=0.735 1,g5=1.181 0。

hfss腔体滤波器设计实例

hfss腔体滤波器设计实例

hfss腔体滤波器设计实例HFSS(High Frequency Structure Simulator)是一种用于电磁场仿真和分析的软件工具。

它广泛应用于高频电磁场的建模和分析,可用于设计各种射频(RF)和微波器件,如天线、滤波器、耦合器等。

本文将以HFSS腔体滤波器设计实例为题,介绍如何利用HFSS软件进行腔体滤波器的设计。

我们需要明确腔体滤波器的基本原理。

腔体滤波器利用腔体的谐振模式和谐振频率来实现信号的滤波。

通过调整腔体的几何参数和材料特性,可以实现对特定频率范围内的信号进行滤波。

因此,腔体滤波器的设计关键在于确定合适的腔体结构和参数。

接下来,我们将以一个实际的设计例子来具体介绍HFSS腔体滤波器的设计流程。

假设我们要设计一个工作在2.4GHz频段的微波腔体滤波器。

首先,我们需要选择合适的腔体结构。

常见的腔体结构有矩形腔体、圆柱腔体等,根据设计要求选择合适的结构。

在HFSS中,我们可以通过绘制几何模型来定义腔体结构。

绘制完成后,我们需要定义腔体的材料属性,包括介电常数、磁导率等。

这些参数将直接影响腔体的谐振频率和模式。

接下来,我们可以利用HFSS的求解器进行电磁场仿真。

在仿真前,我们需要设置仿真的频率范围和精度。

根据设计要求,选择合适的频率范围,并设置适当的网格精度。

仿真完成后,我们可以通过HFSS的结果分析工具来分析仿真结果。

主要包括频率响应、S参数、电场分布等。

根据设计要求,对仿真结果进行评估和调整。

如果需要改善滤波器性能,可以通过调整腔体的几何参数和材料特性来实现。

在设计过程中,需要注意以下几点。

首先,腔体的尺寸和几何参数应该合理选择,以满足设计要求。

其次,材料的选择和特性对滤波器性能影响很大,需要选择合适的材料并设置正确的特性。

最后,仿真结果的准确性和稳定性也需要重视,可以通过调整网格精度和求解器参数来提高仿真结果的准确性。

HFSS是一种强大的工具,可以用于腔体滤波器的设计和分析。

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•强大的天线设计功能 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。 二分之一、四分之一、八分之一对称模型并自动计算远场方向图。 频率扫描技术
z强大的场后处理器
产生生动逼真的场型动画图,包括矢量图、等高线图、阴影等高线图。
先用鼠标点选镜象 中心,这里镜象中 心是腔体的地面中 心;然后选取另一 点,可以拉动鼠标 体会一下当另一点 在当前抽头方向时 另一抽头正好到位
二、用Mirror及Move命令,在树 形栏中选定抽头的两部分。
先copy、paste即在原来位置 又产生一个完全相同的抽头
点选新产生的抽头底面圆心, 再拖动鼠标,结合改变坐标来 确定抽头移动位置,使抽头出 现在与原抽头相对的位置。
HFSS9.0与腔体滤波器设计
HFSS9.0介绍
• HFSS9.0提供了更为简洁直观的用户设计界面、精确自适应的场求解器、 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。
• 提高研发效率的最佳选择 强大的绘图功能 与AutoCAD完全兼容,完全集成ACIS固态建模器。 无限的undo/redo 多个物体组合、相减、相交布尔运算 动态几何旋转 点击物体选择/隐藏 二维物体沿第三维扫描得到三维物体 宏记录/宏文本 锥螺旋、圆柱和立方体的参数化宏 可选的“实表面”几何体 在线关联帮助以加快新功能的应用。
包括标准端口的网格产生选择
Defaults 默认
让你可以将当前值设置为以后求解方 法的默认值 ,或者将当前值恢复到 HFSS的标准设置
各项设置好后,可以在list中看到你所设定的模型、边界、激励源、 网格设定,求解设定,并在其中对其进行编辑。可以点击 validate来验证设置的各项是否有误。
最后我们对模型进行求解,可以得到谐振频率。如果前面做图的时候我 们已经把各个尺寸坐标设置为参数的话,那现在可以方便的在Design properties里面方便的修改参数,来达到产品所要求的频率
(看作图区下方)。
画一个与内导体同半径 的圆,在需要的位置, 用折线画出抽头路径
按住ctrl在树形栏里面 同时选定先前画的小
圆和轨迹线
ok
然后画腔体外部抽头部分,为 保证50ohm,首先用appcad算
出与内径匹配的外径。
在抽头初按照计算出的内外径 尺寸画出两个柱体,用画谐振 杆同样的方法,外园柱减去内
个端口都可以定义.
耦合系数和有载Q值
滤波器理论告诉我们Ki,i+1 和 QL-有着非常重要的物理意义。众所周知Ki,i+1是 相邻两个谐振杆之间的偶合系数。假如一个腔体内部只有两个谐振杆的话,且 谐振杆和信号源和负载之间都是弱耦合的话,那么耦合系数K12和谐振频率f1 和f2之间的关系可以通过下式方便的求出。 K12 = 2(f2-f1) / (f2+f1) . 如果不是弱耦合,那么耦合系数K12和谐振频率f1和f2之间的关系可以通过下 式求出。 Kij=(f2*f2-f1*f1)/(f2*f2+f1*f1) QL是电路的有载Q值。如果在腔体内只有一个谐振杆,与信号源和负载相耦合, 那么QL ,谐振频率FR和3-dB带宽BW3dB的关系可以由下式表示: QL = fR / BW3dB 下面章节里,我们将把滤波器的电路模型和滤波器的物理尺寸联系在一起。
求解条件设置与
求解
8.0类似
设置sweep
运算结果 Creat Report看S参数
谐振频率和损耗一目了 然,双击坐标轴或曲线, 或者点右键可以看到一
系列编辑选项
选择要查看的
参数,点击 add trace,
done。
例如选择S11,S12
选中几何体看场分布
选择要查看的量,及几 何体,修改频率值观察
旋转复制,镜象复制
滤波器单腔仿真
一般来说一个单腔由矩形腔,谐振杆螺 杆组成。选择以坐标原点为起点在 x-y 平面内拖动鼠标既产生一个矩形,再沿 z轴正方向拖动即画出所需要的矩形腔。
起始点坐标
画长方体结束,将跳 出以下属性窗口
长方体的长宽高
注意:如果此时将他们定义为 变量,那么在驱动模求解 时有可能无法定义端口
在HFSS下拉菜单中选择Analysis Setup=>Add Solution Setup进行 求解条件设置
在跳出的Solution Setup窗口 中进行设置
输入最小频率(小于单腔谐振频率) 对每一种本征模求解设置, 定义求解结
果的本征模树目如果你输入5, 那么
将计算出最小频率以上的五个本征 模数.本征模求解可以获得达20个本
•最优设计解决方案
ANSOFTHFSS支持强大的具有记录和重放功能的宏语言。这使得用户可将 其设计过程自动化和完成包括参数化分析、优化、设计研究等的先进仿真。
Starting HFSS
项目窗口 项目管理
属性窗口
消息提示栏
三维作图区 运算任务栏
作图:折线、曲线、圆弧、矩形, 圆、椭圆、多边形,长方体、圆柱 体、多边柱体、锥体、球体等
画谐振杆,选择画圆柱图标,选择捕捉面 的中心,移动鼠标捕捉长方体底面中心, 在平面内拖动鼠标成一圆,在 z方向拖 动鼠标,即可画出圆柱
按同样的画圆柱的方法画出盘、调谐螺杆谐振杆内孔
现在我们只需要将谐 振杆和盘联合在一 起,再减去内孔就 可以了。
看看现在的项目管理树形栏, 在这里我们可以进行几合体 的操作、定义材料等。
运算结果可以在HFSS=>results=>solution Data打开又或者点击
各个参数尺寸记录 求解条件,可以不是同的几种 可以观察到每次运算后的频率
求解过程介绍 收敛参数记录
单腔激励源问题模型
先画一个本征模问题的模型
注意:画曲线或者其他几何 体时要注意选择合适的点捕 捉对象和合适的作图平面, 并结合修改坐标点来实现
园柱,成为一个环柱。
在抽头处按照计算出的内外径 尺寸画出两个柱体,用画谐振 杆同样的方法,外园柱减去内
园柱,成为一个环柱。
按同样的方法在相对的面上画 出另外 Nhomakorabea个抽头,或者用其他
方法在下面将讲到。
画另外一个抽头可以有几种方 式实现下面分别介绍。
一、用Mirror Duplicate,在树形 栏中选定抽头的两部分。
•先进的材料库 综合的材料数据库包括了常用物质的介电常数、渗透率、电磁损耗正切。 用户在仿真中可分析均匀材料、非均匀材料、各向异性材料、导电材料、 阻性材料和半导体材料。对不可逆设备,标配的 HFSS可直接分析具有均 匀静磁偏的铁氧体问题,用户还可选用ANSOFT 3DFS选件以完成铁氧体静 磁 FEM的解算仿真。
快捷图标说明
增加参数分析、增加优化分析、 灵敏度分析、统计分析、调试
默认曲线,修改曲线,修改属性 制作动化,计算,删除曲线打,开 曲线,保存曲线,视图改变,隐藏
或显示
坐标变换,作图点捕捉方法选择
模型列表、检查、求解、备注、求 解设置、扫描设置、求解数据、, 图方法:联合、相减、交叉、裂开 、移动、旋转、镜象、移动复制,
在树形栏里选择不同的项目点 击右键可以看到以下菜单。
膨胀 塌陷 编辑 定义材料 边界条件 激励源 网格划分 场分布图 网格图
在HFSS下拉菜单中选 择solution type
分别表示驱动模、终端驱动、本征 模,此单腔模型没有端口,无激 励源,采用本征模求解
只求解频率则将腔体设置为空气,边 界条件为pefect E 并将各部件设 置为良导体。树型项目栏变为:
征解.
General 常规
包括常规的求解设定
求解次数 最大Delta Frequency/Per 影响求解结果精度,一般Maximu
mnumber为10次 Maximum Delta Frequency per 为
0.0001%
Advanced 包括初始网格划分和自适应分析的高
高级
级设定
Ports
端口,如果 定义了一个 端口
在command窗口中可以修 改长方体的起始点坐 标及其长宽高,也可 以将他们定义为变量。 在attribute中窗口中修 改物体的颜色,和透 明度。
在本征模求解的 问题中,我们可 以把各个坐标位 置,尺寸定义为 变量,这样可以 方便修改,调试。 参数可以
HFSS=>design properties里面 修改
Lumped port
lumped ports 集总端口非常近似于传统的波端口,但是可以在内部定义,并且具有复数的 用户自定义的阻抗。集总端口直接在端口计算出S参数。在微带线结构中可 以使用集总端口。 一个集总端口可以定义为一个矩形,这个矩形可以从轨迹的一边到地,或者 定义为一个传统的波端口。在各边缘默认的边界条件是完美的H边界,并不 是与金属有关。 这里复数的阻抗Zs定义是为了集总端口提供在这个集总端口上的S参数的参 考阻抗。这个阻抗Zs具有波阻抗的特性;阻抗Zs常用来确定源的强度,例如 标准电压V和标准电流I,从而使复数的功率标准化。除此之外,你可以得到相 同的S参数,通过求解一个问题利用集总端口的复数阻抗Zs或者重新标准化 已经存在的结果为严格相同的复数阻抗。 当这个参考阻抗是一个复数值时,S参数的值并不总是小于或者等于1。
场分布情况
激励源问题
wave port的作用是使激励信号通过它进入或者离开结构体,常用于标准 带状线和其他波导结构。Wave port变化依赖于求解是标准形式还是终端 形式 使用lumped port来实现一种内在表面通过它激励信号可以进入或者离开 几何体。
Wave port
HFSS默认所有的三维物体的界面和背景是完美的电场边界,经由它没有能量可以 输入或者输出,Wave Ports被特定的放置在这些界面上来提供一个窗口把模型装 置和外部世界连接在一起。 HFSS假设你所定义的每个Wave Port与一个非无穷长度的波导所连接并且具有和 这个端口相同的交界部分和材料属性。当要解决S参数问题,HFSS假定这种结构 被正常场模式所激励,与交界部分相关联。二维场问题的产生是为了每个Wave Port提供相同端口,如同这些端口在三维问题中的边界条件。这种最终场问题的解 决必须同二维场模式的每个端口相匹配。 HFSS有一种解决方法,通过分别激励每个Wave Port。每种模式的端口包括一w 的功率输入。端口1被1个1w的信号所激励,另一个端口被设置为0w,求解一次之 后端口2被设置为1w,另一个端口被设置为0w并且如此往返进行。 在三维模型中,一个终端端口可以通过一个集总端口来实现。集总端口在端口处直 接计算s参数。s参数可以重新标准化(enormalizing)Y参数和Z参数也可以计算出 来,集总参数断口具有用户自己定义的特性阻抗。
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