一分四功分器 仿真案例.docx
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一分四功分器仿真案例
一分四功分器得设计
这个例子教您如何在ＨFＳS设计环境下创建、仿真、分析一个一分四得微带功分器。
图1
一、开始
1、启动Anｓoft HFSＳ
点击微软得开始按钮,选择程序，然后选择Ａnsoｆｔ,HFSＳ13程序组,点击ＨFSS13,
进入Ａｎsｏft ＨFSS。
２、设置工具选项
1、设置工具选项
注意:
为了与这个例子得后续步骤一致,要对工具选项进行如下设置:
２、选择菜单:
Tooｌs>Optiｏns ＞ HFSＳOpｔions
3、HFSS选项窗口
ａ、点击常规（Gｅnｅrａl）标签
创建边界时使用数据输入条（ＵsｅWｉzardsfoｒdata ｅntｒywhencreaｔｉngnｅw
bｏundａｒｉeｓ）:
选勾
复制几何图形得边界（Duplｉcａｔeboundariesｗｉth gｅometrｙ）:
选勾
b、点击确定键。
4、选择菜单Ｔoｏｌs〉Oｐtioｎs〉ＭodｅlｅrOptions。
５、3DModｅlerOｐtｉons模块选项窗口
a、点击Oｐeraｔion键
曲线自动封闭（Autｏmaticallycｏvercｌｏsedｐolylines）:
选勾
b、点击Drawing 键
新得原始模型编辑属性（Ｅdiｔpｒopeｒtｙoｆnew primitｉvｅs）:
选勾
c、点击确定。
3、 打开新工程
1、在ＨＦSS窗口,点击工具条上得,或者选择菜单Fiｌe >New。
2、从Proｊｅcｔ菜单选择 InsertＨFSSDｅｓｉgｎ 。
图2
4、设置求解类型
１、选择菜单 ＨＦSS〉SｏlutｉonＴype。
2、Sｏluｔion Tyｐｅ窗口：
1）选择模式驱动（DrｉvenModaｌ）
2）点击ＯＫ按钮。
图3
二、建立３D模型
１、 设置模型单位
１、 选择菜单Modeleｒ 〉Uｎits。
2、 设置单位：
a、选择单位毫米（ｍm）
b、 点击确定
2、设置默认材料
1、在3D模型材料工具栏，选择Select。
图4
２、选择定义窗口:
a、在通过名称区域输入ＴaconｉｃTLX（tm）。
b、点击确定。
图５
3、 创建衬底
1、创建衬底
1）选择菜单Ｄraｗ〉Box。
在坐标输入区域,输入长方体得位置
X:
0、0， Ｙ:
－6０,Z:
0、０,点击Ｅｎter键。
坐标输入区域，输入长方体得对角位置
ｄX：
37,dＹ:
120,dZ:
0、７９,点击Eｎteｒ 键。
2）设置名称
在性质（Pｒopｅｒtｉes）窗口点击Box1选择属性（Aｔtriｂutｅ）。
在名称（Nａｍｅ）处输入:
Ｓｕb1
在透明度（Ｔransｐａrent）选择0、６
点击确定。
2、 优化视角
选择菜单：
Viｅｗ 〉Ｆiｔ Ａｌl〉AllViews。
或者按住CTRL+D 键。
如图６所示
图６
三、、创建无限接地板
1、 创建无限接地板
1）选择菜单Ｄraw〉Reｃｔａnｇle
2）在坐标输入区域,输入矩形位置:
X:
－3０,Y:
-7２,Z:
0、0，点击Eｎteｒ键。
在坐标输入区域,输入矩形对角位置:
dX:
９２、5,dＹ:
140,dZ:
０、79,点击Eｎter键。
２、 设置名称
3）在性质（Propｅrties）窗口选择属性（Attｒibutｅ）。
4）在名称（Name ）处输入:
ＧND
5） 在透明度（Transｐarenｔ）选择0、6
6）点击确定。
3、优化视角
选择菜单:
View〉FｉtＡll〉Alｌ Vｉｅws。
或者按住CＴRL+D键。
如图7所示
图7
4、给无限接地板设置理想电场边界
1）选择路径：
a、选择菜单Eｄit 〉Sｅlecｔ〉By Namｅ 。
b、选择物体对话框:
选择物体名称:
GND、
点击OＫ按钮。
2） 设置理想电场边界
ａ、选择菜单HＦSS>Bounｄａries>Aｓsｉgn>PerfectE
b、理想电场窗口
a） 名称：
PeｒｆE_GNＤ
b）无限接地板（InfineＧround Planｅ）选勾
ｃ）点击OK
四、创建贴片
１、创建贴片１
1）选择菜单:
Draw〉Rｅctangle
2）在坐标输入区输入矩形位置
X:
0、0， Ｙ:
-1、０99,Z:
0、79,按Ｅnteｒ键
在坐标输入区属土矩形得对角：
dX：
７、４79,dY：
2、1９8,dZ：
0、0，按Ｅnter键
3）设置名称
在属性（Propeｒties）窗口选择特性（Attribute）键
在名称处输入：
Patｃh1
点击确定键
4） 优化视角
选择菜单:
Vｉｅｗ 〉 FitＡｌl〉AllＶieｗs
２、 创建贴片2
１）选择菜单:
Draw 〉Ｒｅctaｎgle
２）在坐标输入区输入矩形位置
X：
７、479， Y：
0,Z：
0、７9， 按Entｅr键
在坐标输入区属土矩形得对角:
ｄX:
1、2,dＹ:
5、3９８１, ｄＺ:
0、0,按Enter键
3）设置名称
在属性（Propｅｒties）窗口选择特性（Atｔribute）键
在名称处输入：
Pａｔcｈ2
点击确定键
4）优化视角
选择菜单：
Vieｗ〉Fit Aｌl 〉Ａll Vieｗs
3、创建贴片3
1）选择菜单:
Draw〉Reｃtanｇｌｅ
2）在坐标输入区输入矩形位置
X:
６、9８,Ｙ:
５、3981,Z:
0、7９,按Enｔeｒ键
在坐标输入区属土矩形得对角:
ｄX:
2、198, dY:
21、８9, ｄZ：
０、０，按Enteｒ键
3）设置名称
在属性（Ｐrｏpｅrtiｅs）窗口选择特性（Ａttribute）键
在名称处输入:
Patch3
点击确定键
4）优化视角
选择菜单：
Viｅw 〉 Fit Ａｌl 〉AllＶiewｓ
4、 创建贴片４
１）选择菜单：
Draw〉 Ｒｅcｔangle
2）在坐标输入区输入矩形位置
X：
９、178,Y:
27、288１, Ｚ:
0、7９, 按Ｅnｔer键
在坐标输入区属土矩形得对角:
dＸ:
1１,dY:
2、１98, ｄZ:
0、０,按Enter键
３）设置名称
在属性（Properｔｉｅs）窗口选择特性（Aｔtribute）键
在名称处输入:
Ｐatｃh4
点击确定键
４）优化视角
选择菜单:
Ｖiew 〉 ＦitAll〉AｌlViewｓ
5、创建贴片5
1）选择菜单：
Draｗ〉 Ｒeｃtangle
2）在坐标输入区输入矩形位置
X：
20、178,Ｙ：
28、38８1,Ｚ:
０、79，按Enter键
在坐标输入区属土矩形得对角:
dＸ:
1、4, dY：
１１，dZ:
0、0,按Ｅnｔｅr键
3）设置名称
在属性（Propeｒties）窗口选择特性（Aｔｔribuｔe）键
在名称处输入:
Ｐaｔcｈ5
点击确定键
4）优化视角
选择菜单:
Ｖｉｅw〉FｉtAll 〉AllViewｓ
6、创建贴片6
1）选择菜单：
Draw 〉Rｅcｔanglｅ
2）在坐标输入区输入矩形位置
Ｘ:
１9、779,Y:
３9、3871,Z:
0、79,按Ｅｎｔeｒ键
在坐标输入区属土矩形得对角:
dＸ：
２、1９8,dY：
3、1,ｄZ:
0、0,按Eｎtｅr键
3）设置名称
在属性（Propeｒtieｓ）窗口选择特性（Aｔtriｂｕtｅ）键
在名称处输入:
Pａtch６
点击确定键
4） 优化视角
选择菜单：
View〉FitＡll 〉All Vｉews
7、创建贴片7
１）选择菜单:
Ｄｒaｗ〉Rectangle
2）在坐标输入区输入矩形位置
X：
２1、977, Y:
42、４8７１,Z:
０、79， 按Eｎｔer键
在坐标输入区属土矩形得对角:
dX：
１5、023,dY:
2、06, dZ:
0、0,按Enter键
３）设置名称
在属性（Proｐertｉes）窗口选择特性（Atｔributｅ）键
在名称处输入:
Ｐaｔch7
点击确定键
４）优化视角
选择菜单:
Vｉew〉FitAlｌ〉AｌlVieｗｓ
图８就就是7个贴片得视图。
图8
8、创建贴片８
图9
1）选择菜单:
Ｄrａw〉Linｅ
2）将Pａtch３与Pａtch4接头处连接起来
将三个顶点以此连接,形成一个封闭得三角形,如图9所示。
3） 设置名称
在属性（Ｐroｐｅrties）窗口选择特性（Aｔtribｕｔe）键
在名称处输入:
Linｅ1
点击确定键
4） 优化视角
选择菜单：
View〉FｉtＡｌｌ〉AllVｉｅwｓ
9、 创建贴片9
１）选择菜单：
Draw〉Liｎe
2）将Ｐatch６与Patch7接头得地方连接起来
将三个顶点以此连接,形成一个封闭得三角形
在属性（Prｏperｔieｓ）窗口选择特性（Aｔtriｂute）键
在名称处输入:
Liｎe2
点击确定键
4）优化视角
选择菜单:
Vieｗ 〉Ｆｉｔ Ａlｌ〉All Ｖｉeｗｓ
图１0
1０、组合导体
1）选择菜单中得编辑（Edｉt）>选择（Ｓeｌｅcｔ）>通过名称（By Naｍe）
2）选择对象对话框
a、选择对象名称:
依次Patch5,Ｐatｃh6,Patcｈ７,Ｌine２
注意:
用CＴＲL+鼠标左键可以选择多个对象
ｂ、点击OK按钮
3）选择菜单中得模型（Modeler）>布尔运算（Ｂｏｏｌｅan）>结合（Unite）
图11
组合后得名称为Ｌinｅ2
11、镜像复制Line２
１） 选择菜单中得编辑（Ｅdｉt）>选择（Select）>通过名称（ByName）
a．选择对象名称：
Liｎｅ2
ｂ、点击OK按钮
2）选择项目菜单 Ｅdｉt＞Ｄuplｉcate>Miｒror
在坐标输入区输入矩形位置
X：
２0、178， Y：
28、38８1,Ｚ:
0、79,按Enteｒ键
在坐标输入区属土矩形得对角:
dX：
０、0,dY：
-1、1, dZ：
0、0， 按Enｔeｒ键
在名称处输入:
Patｃh５_1
点击确定键
12、组合导体
1）选择菜单中得编辑（Ｅdit）＞选择（Ｓｅlect）>通过名称（ByNamｅ）
2）选择对象对话框
a、选择对象名称:
依次Paｔch５＿1,Pａtch２,Ｐatcｈ3,Pａtｃｈ４,Ｌine2_1,Linｅ1
注意：
用CTRL+鼠标左键可以选择多个对象
b、点击OＫ按钮
3）选择菜单中得模型（Modeler）>布尔运算（Boolean）>结合（Unｉte）
组合后得名称为Liｎe1,如图１３所示
图13
1３、镜像复制Ｌine１
选择组合对象名称:
Ｌine1
2）选中组合得图形进行镜像复制
选择菜单中得编辑（Eｄｉｔ）>选择（Ｓeｌｅcｔ）>通过名称（ByＮaｍe）
ａ、选择对象名称：
Liｎe1
b、点击ＯK按钮
3）选择项目菜单Eｄit>Duplicａｔe>Mirror
在坐标输入区输入矩形位置
X:
７、４７9,Y:
０、0, Z:
0、7９,按Eｎｔer键
在坐标输入区属土矩形得对角：
dX:
０、０,dY:
-1、099, dＺ:
0、0,按Enteｒ键
在名称处输入：
Patｃh5_1
点击确定键
1４、组合所有导体
1）选择菜单中得编辑（Ｅdiｔ）>选择（Ｓeleｃｔ）>通过名称（ＢyNａme）
2）选择对象对话框
ａ、选择对象名称:
Patch1,Line1＿1,Paｔｃｈ5＿１_1,
注意:
用CTRＬ＋鼠标左键可以选择多个对象
b、点击OＫ按钮
3）选择菜单中得模型（ Mｏdelｅr）>布尔运算（Boｏlean）>结合（Ｕnite）
4）选择菜单:
Ｖiew 〉 FiｔAlｌ 〉AｌlViews
组合后得图形为Ｌine１＿1，如图１4所示
图14
五、设置目标为理想电场边界
1.选择目标:
1）选择菜单:
Eｄｉt〉Selecｔ 〉By Namｅ
2）选择对象对话框
a、选择对象名称:
Ｌiｎe1_1
b、点击确定按钮
2.设置理想电场边界
1）选择菜单ＨFSS>Boｕｎdarｉes＞ Assign ＞PerｆeｃtＥ
2）理想电场窗口
a、名称：
PerfE_Patch１
b、点击确定按钮
六、设置网格线平面
设置网格线平面
1、选择菜单下拉选项:
Modｅler＞GrｉdPlａne> YZ
a）创建波端口
建立端口1:
１、选择主菜单下拉选项:
Drａw> Reｃtａngle
2、应用坐标信息框，输入Reｃtanglｅ得位置坐标
X:
0、0，Y:
1、09９, Z:
0、７９,敲“回车”键
应用坐标信息框，输入Reｃtanglｅ对角得相对位置
ｄX：
0、0，dY:
-2、19８, dZ:
-0、７9,敲“回车”键
设置名称
１、在“Pｒoｐerties”窗口,选择“Aｔtribｕte”选项卡
２、在“Ｎame”项输入：
Ｓ1
3、点击“OK”按钮
调整视图（toｆｉttheｖiew）
1、选择菜单：
Viｅw〉Ｆit All〉AｌlVieｗs
建立端口2:
1、选择主菜单下拉选项：
Drａｗ>Rｅctanglｅ
2、应用坐标信息框，输入Rectanｇle得位置坐标
X:
37,Y：
4２、４８7１, Z:
0、７９,敲“回车”键
应用坐标信息框，输入Ｒｅｃｔangle对角得相对位置
dX：
０、0,ｄY:
2、０6,dZ:
-０、79,敲“回车”键
设置名称
1、在“Ｐｒoｐeｒtieｓ”窗口,选择“Attribuｔｅ”选项卡
2、在“Ｎaｍe”项输入：
S２
3、点击“OK”按钮
调整视图（to fitｔheview）
1、选择菜单:
Ｖiew〉ＦitAlｌ 〉AllＶieｗs
建立端口3:
镜像复制S2
1） 选择菜单中得编辑（Edit）>选择（Selecｔ）>通过名称（ＢyNａme）
a、选择对象名称:
S2
b、点击OK按钮
2） 选择项目菜单 Ｅdiｔ >Dupｌicate >Mirroｒ
在坐标输入区输入矩形位置
X:
３７,Y:
28、387１，Z:
0、０，按Enter键
在坐标输入区属土矩形得对角:
dX：
0、０，dY:
－１，dZ:
0、0,按Eｎｔｅr键
击确定键
a、选择树状图中复制后得端口S2_１
b、在“Propｅrtiｅs”窗口,选择“Aｔｔrｉbｕｔe”选项卡
c、在“Name”项输入:
Ｓ3
ｄ、点击确定键
建立端口4:
镜像复制S３
1）选择菜单中得编辑（Ｅｄit）＞选择（Ｓelect）>通过名称（ＢｙName）
ａ、选择对象名称:
S3
b、点击OK按钮
2）选择项目菜单Ｅdit >Dupｌiｃaｔe>Ｍirｒor
在坐标输入区输入矩形位置
X：
37, Y:
0、0,Z:
0、７9，按Eｎtｅr键
在坐标输入区属土矩形得对角：
dX:
0、0,dY:
-1,dZ:
０、0, 按Enteｒ键
击确定键
a、 选择树状图复制后得端口S3_１
b、在“Propeｒties”窗口,选择“Ａｔｔｒibute”选项卡
c、在“Ｎamｅ”项输入:
S4
d、点击确定键
建立端口5:
镜像复制S２
1）选择菜单中得编辑（Ｅｄit）＞选择（Select）>通过名称（ByＮame）
a、选择对象名称:
S２
b、点击OK按钮
2）选择项目菜单Eｄiｔ>Duplicatｅ>Miｒrｏr
在坐标输入区输入矩形位置
X:
37,Y:
0、0, Z：
0、７9,按Entｅr键
在坐标输入区属土矩形得对角：
ｄX:
0、０， ｄY:
-1,ｄZ:
0、０,按Enteｒ键
击确定键
a、选择树状图中复制后得端口Ｓ２_１
ｂ、在“Proｐｅrties”窗口,选择“Attｒibute”选项卡
ｃ、在“Ｎａｍe”项输入:
S5
d、点击确定键
图15
七、设置激励
1）选择对象S1：
a、选择菜单中得编辑（Ｅdit）>选择（Seｌeｃt）＞通过名称（BｙName）
ｂ、选择对象对话框
a）选择对象名称：
Ｓ1
b）点击ＯK按钮
2）选择菜单中得ＨFSＳ>激励（Excitations）＞指定（Assign）＞波端口（Ｌｕmｐeｄ Ｐｏｒt）
3）波端口：
常规（Generａl）
ａ、名称：
S1
b、点击下一步（Next）按钮
4）波端口:
终端（Ｔeｒｍinals）
ａ、终端（Ｔｅrminals）数目：
1
b、对于T1，点击未定义（Ｕndefined）栏并选择新建线（NewLｉｎｅ）
ｃ、利用坐标输入栏，输入向量得位置
X:
0、０，Y：
０、0,Ｚ:
0、79，按回车键
ｄ、利用坐标输入栏，输入向量顶点
ｄX:
０、0,dＹ:
0、０,dZ:
－０、７9,按回车键
或者直接从要设置激励得端口中间从上往下画如图１７所示
e、点击下一步（Next）按钮
5）波端口:
差分对
点击下一步（Nexｔ）按钮
6）波端口:
后加工
参考阻抗:
５０
7）点击完成（Fｉnｉsh）按钮
图1６
以同样得方法设置其它得端口激励S2、S3、S4、Ｓ5
图1７
八、创建空气
１、创建空气
1）选择菜单 Draw〉Box
２）在坐标输入区,输入长方体位置
X:
－30,Ｙ:
-7２,Z:
0、０,点击 Eｎtｅr键
3）在坐标输入区域,输入长方体得对角位置
dX:
9２、5,ｄY:
1４０, dZ:
２4，点击Eｎｔer 键
2、 设置名称
1） 在属性（Ｐrｏpertｉeｓ）窗口选择特性（Attriｂｕtｅ）键
2） 在名称处输入:
Aiｒ
3） 在透明度（Transpａreｎｔ）选择0、8
4）点击确定按钮
3、 优化视角
选择菜单：
View〉FitAll 〉Ａｌl Vｉews
图１８
九、创建辐射边界
1、 选择面
１）选择菜单:
Ediｔ〉Select 〉Ｆａｃes
2）选择除了在０、0mm处（ｆaceatＺ=0、０mm ）得面之外得所有空气得面
2、 创建辐射边界
１） 选择菜单 HFSS〉Ｂounｄaties〉Asｓigｎ〉Radｉaｔion
２）辐射边界窗口
名称:
Rad１
点击确定按钮
图1９
十、分析设置
一 ） 创建分析设置
1）选择菜单:
HFＳS〉 Analysｉs Setup〉Add SoluｔioｎSetｕp
2）求解设置窗口
a、点击通用（Geneｒal）键
求解频率（Solution Frequｅncｙ）:
1、２68GHz
最大通过数目:
20
通过得最大 ＤeltaＳ:
0、０2
ｂ、点击确定按钮
图20
二 ）增加扫频
1、增加扫频
１） 选择菜单HFSＳ〉AｎalysｉsSｅｔｕp〉Add FｒｅquencyＳｗeep
a、选择求解设置:
Setｕp1
ｂ、点击OK按钮
2） 编辑扫频窗口
ａ、扫描类型：
快速（Fast ）
b、频率设置类型:
线形计数（Lineａr Steｐ ）
开始（Ｓtarｔ）:
０、8ＧHz
结束（Ｓtop）：
1、８GHz
步长（Line Sｔeｐ ｔ）:
0、1
保存场:
选勾
ｃ、点击ＯK按钮
图21
十一、 保存工程
1、在AnsoftHFＳS得窗口,选择菜单:
Filｅ〉ＳaveAs
2、 在SavｅＡs窗口,输入文件名称:
hｆsｓ_pｒｏbｅpaｔｃh
3、 点击保存按钮
十二、分析
一）模型检查
1、模型检查
Ａ、选择菜单:
HFSS〉ValiｄaｔｉoｎCｈeｃk
B、点击关闭（Close）按钮
图2２
注意：
使用信息管理器可以瞧到任何错误或警告信息。
二） 分析
１、开始求解过程
A、选择菜单:
HFSＳ 〉Ａnalyｚe Aｌｌ
图2３
三）计算结果数据
1、选择菜单中得ＨFSＳ>结果（Resｕltｓ）>计算结果数据（Ｓolutiｏn Ｄata）
1）查瞧概况（Pｒｏfｉlｅ）:
点击概况（Prｏfile）标签
２）查瞧收敛情况（Conｖerｇenｃe）：
点击收敛情况（Cｏnｖerｇence）标签
注意:
收敛情况得缺省方式为表格,选择画图（Ｐlot）单选按钮来查瞧收敛数据得绘图表示。
3）查瞧矩阵数据（MatｒiｘDatａ）:
点击矩阵数据标签（MａtrixData）
注意:
查瞧矩阵数据得实时更新,要建立最近合适（Ｌasｔ Ａｄaptｉve）得Setup１得仿真
2、点击关闭（Clｏse）按钮
图２４
十三、创建报告
一）建立终端S参数（TermｉｎalSParamｅterｓ）绘图—幅值
创建报告:
1．选择菜单中得HＦＳS>结果（Ｒｅsuｌｔs）>创建报告（CreａｔeTermｉnalＳolｕtioｎ
Report）>直角坐标图（Rｅctangｕlａｒpｌot）
2．建立报告窗口:
图２5
1）解决方案:
Setuｐ1:
Sweｅｐ1
2）范围:
Sｗeeｐ
3）点击Y标签
ａ、种类（Category）:
终端S参数（ＴeｒminalSPａrａmeｔers）
b、数量（Ｑuａntity）:
Ｓ（S１，S1），S（S1,S2）,Ｓ（Ｓ1,S3）,Ｓ（S1,S4）,S（S1,Ｓ５）
c、函数（Functioｎ）:
ｄB
d、点击（NeｗRｅpｏrｔ）按钮
4）点击完成（Closｅ）按钮
图26
二）查瞧驻波比VＳWＲ
1、选择菜单中得HＦＳS>结果（Reｓｕｌts）>创建报告（CrｅａteTerｍiｎａlSolution
Reｐｏrt）>直角坐标图（Rectangｕla
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