180环形电桥HFSS软件实例.docx
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180环形电桥HFSS软件实例
180°环形电桥
F6.3.1
一．开始
（一）启动AnsoftHFSS
1.点击微软的开始按钮，选择程序，然后选择Ansoft，HFSS10程序组，点击HFSS10，进入AnsoftHFSS。
（二）设置工具选项
注意：
为了按照本例中概述的步骤，应核实以下工具选项已设置：
1.选择菜单中的工具（Tools）>选项（Options）>HFSS选项（HFSSOptions）
2.HFSS选项窗口：
（1）点击常规（General）标签
a.建立新边界时，使用数据登记项的向导（UseWizardsfordataentrywhencreatingnewboundaries）：
勾上。
b.用几何形状复制边界（Duplicateboundarieswithgeometry）：
勾上。
（2）点击OK按钮。
3.选择菜单中的工具（Tools）>选项（Options）>3D模型选项（3DModelerOptions）
4.3D模型选项（3DModelerOptions）窗口:
（1）点击操作（Operation）标签
自动覆盖闭合的多段线（Automaticallycoverclosedpolylines）：
勾上。
（2）点击画图（Drawing）标签
编辑新建原始结构的属性（Editpropertyofnewprimitives）：
勾上。
（3）点击OK按钮
（三）打开一个新工程
启动HFSS软件后会自动创建一个默认名称为Project1的新工程和名称为HFSSDesign1的新设计。
F6.3.2
（三）设计解决方案类型（SetSolutionType）
1.选择菜单中的HFSS>解决方案类型（SolutionType）
（1）选择终端驱动（DrivenTerminal）
（2）点击OK按钮。
F6.3.3
二．创建3D模型
（一）设置模型单位
1.选择选项Modeler>Units
2.设置模型单位：
（1）选择单位：
mm
（2）点击按钮OK
F6.3.4
（二）设置缺省材料
1.选择软件窗口右上方区域3DModelerMaterials工具条的Select
F6.3.5
2.选择定义窗口：
（1）点击AddMaterial按钮
（2）查看/编辑材料窗口：
a．MaterialName类型设为My_Sub
b．ValueofRelativePermittivity介电常数为2.33
c．ValueofDielectricLossTangent损耗因数为0.000429
d．点击OK按钮。
（3）点击确定按钮
F6.3.6
（三）创建底层介质
1.创建底层介质
（1）选择菜单Draw>RegularPolyhedron
（2）在坐标输入区域输入中心点：
X：
0.0，Y：
0.0，Z：
-1.143，点击回车键。
（3）在坐标区域输入半径：
dX：
22.345mm/cos（30*pi/180），dY：
0.0，dZ：
0.0，点击回车键。
（4）在坐标输入区输入高度：
dX：
0.0，dY：
0.0，dZ：
2.286，点击回车键。
段数量窗口
a.段数：
6
b.点击OK按钮。
2.设置名称
（1）从Properties窗口选择Attribute；
（2）ValueofName选择Substrate；
（3）点击OK。
3.调整视图
1.选择View>FitAll>ActiveView或者点击CTRL+D。
F6.3.7
（四）创建导带
1创建导带
（1）选择Draw>Rectangle
（2）在坐标输入区输入矩形位置X：
-0.89154，Y：
0.0，Z：
0.0，点击回车键。
2设置名称
（1）从Properties窗口选择Attribute；
（2）输入名称Trace；
（3）点击OK按钮。
3调整视图
（1）选择View>FitAll>ActiveView。
（五）把导带设为理想电边界
1选择物体
（1）选择Edit>Select>ByName
a.选择物体的名称Trace
b.点击OK按钮。
2设置PerfectEboundary
（1）选择HFSS>Boundaries>Assign>PerfectE
（2）在PerfectEBoundary窗口中设置
a.名称：
PerfE_Trace
b.点击OK按钮
（六）创建波端口激励1
1注意：
这个结构要求有四个端口，每个端口有一个积分线，我们可以使用面选择来选择结构上代表这个端口的端点，定义积分线，设置激励，然后对端口2-4重复这一操作。
因为我们可以复制端口定义，所以用合适的端口定义来定义一个矩形然后把它复制到端口2-4的位置是很便利的。
第二种方法描述如下：
2选择网格平面
（1）选择Modeler>GridPlane>XZ
3调整视图
（1）选择View>ModifyAttributes>Orientation
（2）从列表窗口选择查看路径
a.从列表中选择查看名称：
Right
b.点击Apply
c.点击Close
4创建矩形图解
（1）选择Drwa>Rectangle
（2）用鼠标点击激活指定指示，以便它定在介质面的较低的左角的顶点。
当定在顶点的时候激活的位置指示将变为正方形。
（3）点击鼠标左键选择该点作为开始位置。
F6.3.8
（4）用鼠标点击激活定位指示以便它顶在介质面的较高的右角的顶点。
当顶在顶点的时候激活的位置指示将变为一个正方形。
（5）点击鼠标左键设置矩形的对角。
设置名称：
（1）从Properties窗口选择Attribute。
（2）名称的类型为：
Port；
（3）点击OK。
调整视图
（1）选择View>FitAll>ActiveView.
5设置波端口激励
（1）选择HFSS>Excitations>Assign>WavePort
（2）波端口：
普通
a.名称p1
b.点击确定。
波端口面F6.3.10
（七）创建剩下的导带和波端口
1选择物体：
（1）选择Edit>Select>ByName
（2）选择物体对话框SelectObjectDialog
a.选择物体的名称：
Trace，Port
b.点击OK
2复制物体：
（1）选择Edit>Duplicate>AroundAxis
（2）在绕轴窗口复制
a.轴：
Z
b.角度：
60deg
c.总数量：
4
d.点击OK
（八）创建外部环
1.设置网格平面
（1）选择3DModeler>GridPlane>XY
2.创建环路：
（1）选择Draw>Circle
（2）在坐标输入区输入坐标：
X:
0.0，Y:
0.0，Z:
0.0，点击回车
（3）在坐标输入区输入半径：
dX：
11.795，dY：
0.0，dZ：
0.0，点击回车
3.设置名称：
（1）从Properties窗口选择Attribute
（2）名称类型：
Outer
（3）点击OK
4.调整视图：
（1）选择View>FitDrawing
（九）组合导体
1.组合导体：
（1）选择Edit>Select>ByName
（2）选择物体对话框
a.选择命名为Trace，Trace_1,Trace_2,Trace_3,Outer的物体
b.点击OK
c.选择Modeler>Boolean>Unite
2.调整视图：
（1）选择View>FitDrawing
（十）创建内部环
1.创建环路：
（1）选择Draw>Circle
（2）在坐标输入区输入位置：
X：
0.0，Y：
0.0，Z：
0.0，按回车
（3）在坐标输入区输入半径：
dX：
10.795，dY：
0.0，dZ：
0.0，按回车
2.设置名称：
（1）从Properties窗口选择Attribute。
（2）名称类型：
Inner
（3）点击OK
3.选择物体：
（1）选择Edit>Select>ByName
（2）选择物体对话框
a.选择物体：
Trace，Inner
b.点击OK
（3）选择3DModeler>Boolean>Subtract
（4）打开减去窗口
a.被减部分：
Trace
b.减去的部分：
Inner
c.再减去之前取消勾选Clonetoolobjects□Unchecked
d.点击OK
3.调整视图
（1）选择View>FitDrawing或者点击CTRL+D键
三．分析设置
（一）创建一个分析设置
1.选择HFSS>AnalysisSetup>AddSolutionSetup
2.求解设置窗口：
（1）点击General:
a.仿真频率：
4.0GHZ
b.MaximumNumberofPasses:
20
c.MaximumDeltaS:
0.02
（2）点击OK
（二）加频率扫描：
1.选择HFSS>AnalysisSetup>AddSweep
（1）选择仿真设置：
Setup1
（2）点击OK
2.编辑扫描窗口：
（1）扫描类型：
Fast
（2）频率类型：
LinearStep
a.Start:
2.0GHZ
b.Stop:
7.0GHZ
c.Step:
0.05GHZ
d.SaveFields:
■Checked
（3）点击OK
四创建结果报告
1.保存工程
在菜单栏中点击File>SaveAs，在弹出的窗口中为该工程命名为ring.hfss，并选择路径保存。
2.求解该工程
在菜单栏中点击HFSS>Analyze
3.S参数
（1）S参数。
a.点击菜单栏HFSS>Result>CreateModelSolutionDataReport。
b.接着选择：
RectanglePlot。
c.在Trace窗口中，设置：
Solution：
Setup1:
Sweep1
Domain：
Sweep
点击Y标签，选择：
Category:
Sparameter：
Quantity：
S（p1，p1），S（p2，p1），S（p3，p1），S（p4，p1）；Function：
dB
点击NewReport按钮完成。
（2）S参数相位。
a.点击菜单栏HFSS>Result>CreateModalSolutionDataReport。
b.接着选择：
RectanglePlot。
c.在Trace窗口中，设置：
Solution：
Setup1：
Sweep1，Domain：
Sweep
点击Y标签，选择：
Category：
Sparameter；Quantity：
S（p2，p1），S（p4，p1）；Function：
cang_deg
点击NewReport按钮完成。
从图5-1-56中可以看出在中心频率4GHZ时，端口1的自反射S11大约为-32.5524dB，从端口1到端口2和从端口1到端口4的传输量（S21，S41）为-3.0785dB，接近理想值-3dB。
从图5-1-57中可以看出S21的相位为-230.4709°，S41的相位为-48.4392°，两者相差约180°，与理论吻合很好。
而端口1和端口3的传输量S31也为-32.5524dB，显示了隔离特性。
图5-1-56环形电桥的S参数曲线
图5-1-57环形电桥的S参数相位曲线
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