HFSS窗口仿真.docx

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HFSS窗口仿真

我们在单腔仿真建好的模型基础上建一个窗口仿真模型。

将单腔仿真模型另存。

选中Subtrace，按delete键删除原来相减的步骤，将谐振柱和腔体分离。

分离后如下图

选中cylinder1，点击

工具，以圆心为参考点相对移动。

图中对话框中的2表示原来的复制一个同样的圆柱体。

如果输入3则表示复制2个同样的圆柱体。

我们只需要复制一个，点击“OK”确定。

弹出如下对话框。

将坐标点改为（0，31，0），表示沿Y轴方向移动31mm复制一个圆柱体。

完成后如下图所示。

用同样的方法选中谐振柱cylinder2，复制一个谐振柱，坐标同样为（0，31，0）。

然后画中间的窗口。

首先画一个长方体。

点击

DrawBox工具随意画一个长方体。

将坐标点改为（-10，0，0），XSize为20mm，YSize为31mm，ZSize为32mm。

将窗口尺寸定义为变量，便于后面修改窗口尺寸或者对窗口尺寸使用优化方法计算。

双击BOX1下的Createbox，弹出下面的对话框。

在Xsize中输入变量名window，弹出对话框如下图，在弹出的对话框中输入一个初始的尺寸20mm，点击OK完成。

将坐标原点的尺寸改为（-window/2，0，0），如下图所示，表示在更改窗口尺寸是，窗口会已中心往两边开。

选中Box1、cylinder1、cylinder1_1。

将三者用Uinte工具相加。

相加后如下图所示。

双击Box1,在弹出的额对话框中将透明度设置为0.8。

然后先选中Box1,在选中cylinder2、cylinder2_1，用subtract工具相减。

点击OK完成相减，相见后如下图所示。

在Objects下只有Box1一个物体。

至此，窗口仿真模型建模完成。

设计计算条件，窗口仿真时不需要设置边界条件，软件默认为良导体，计算速度会更快，所以我们跳过这一步，设置后面的计算条件。

双击原来单腔仿真时候设置好的Steup1。

弹出对话框，将NumberofModes中设置为2。

点击确定。

在HFSS菜单下，Results设这OutputVariables。

弹出如下对话框。

在name栏内输入名称为K，然后点击下面的Expression，在Category选中EigenMode，Quantity选中Mode

（2），Function栏选中Re，点击InsertQuantityintoExpression,在Expression栏中出现re（Mode

（2）），同样的方法，如果在Quantity选中Mode

（1），则出现re（Mode

（1））.

公式编辑完成后如下图所示，表示K=（re（Mode

（2））^2-re（Mode

（1））^2）/（re（Mode

（2））^2+re（Mode

（1））^2）*1000。

点击DONE设置完成。

设置完毕，点击

开始计算。

查看计算结果，右键点击Results。

弹出对话框，在下拉选项中选择DATEtable。

点击OK，弹出对话框。

在Category选中OutputVariables，Quantity选中K，在Fuction中选None，在左边Solution下拉选项中有1、2、3等下拉选项，任意选中其中一个即可。

然后点击Sweeps选项。

选中下面一项，点击AddTrace，点击Done，设置完成。

弹出仿真结果，即为仿真得出的耦合系数。

我们设置的计算次数是10次，所有有10个仿真结果，前三次的结果差异比较大，说明前面计算的网格划分还不够多，我们直接忽略即可，从第三步开始，后面的结果差异都不大，我们在后面计算的时候可以相应的减少前面设置的计算次数，设置为5即可满足计算要求。

利用优化功能求窗口尺寸。

右键点击Optimetrics，点击Parametric。

弹出对话框如下，点击Add。

弹出如下对话框，设置窗口从15mm开始扫描至25mm，步进1mm，点击Add，然后点击OK，优化计算条件设置完成。

设置完毕，点击

开始优化计算。

查看计算结果，右键点击Results。

弹出对话框，使用默认的RectangularPolt，点击OK。

弹出对话框如下图所示，在Category选中OutputVariables，Quantity选中K，在Fuction中选None，

然后点击Sweeps选项。

选中下面一项，点击AddTrace，点击Done，设置完成。

弹出仿真结果，如下图所示，Y轴为耦合系数K，X轴为窗口尺寸，K值对应的窗口尺寸即为我们需要的窗口尺寸，图中仿真的波形成波浪形状，波动比较大，是因为仿真时设置的计算次数较少所致，此次计算设置的是4次，如果将计算次数设置为10次，计算时间按会变长，此时正常的结果一般为一条斜线。