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本帖最后由 alexwang 于 2018-7-2 15:23 编辑
0 g" I; ?, s3 [* P& h, o, `6 ~5 r7 J$ y+ n7 e7 O% Z
3 q. s! z/ ^2 |$ F- f$ H3 B本文大纲' Q. t2 Y# I5 }/ d# G: H4 ~5 z
本文章分三部分：
0 \- T" f" U# g( s$ x（一）wave port与lumped port的理解
1 T5 V5 S4 s! I$ ?/ B2 O（二）两种port的仿真操作用法
8 o: X" x9 |7 z: R, g（三）S参数归一化的问题
5 O3 Y! N6 R% P+ K1 |说明：这里说的port主要是针对Ansys的HFSS电磁场全波仿真器
, u: `" Y6 v8 o& d3 ]/ I; d* m, _; z: P$ i9 g, f6 | X
简单介绍下HFSS：
- ?+ h, u( M# \6 q* R/ ~4 l! @ANSYS HFSS，是ANSYS公司推出的三维电磁仿真软件；是世界上第一个商业化的三维结构电磁场仿真软件，业界公认的三维电磁场设计和分析的电子设计工业标准。HFSS提供了一简洁直观的用户设计界面、精确自适应的场解器、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。HFSS软件拥有强大的天线设计功能，它可以计算天线参量，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。使用HFSS，可以计算：$ ~+ o( i* w/ Y, A8 x% z5 ]
① 基本电磁场数值解和开边界问题，近远场辐射问题
; ? e4 l& E) L/ s7 ^2 p② 端口特征阻抗和传输常数4 U! }; J$ p& p- _
③ S参数和相应端口阻抗的归一化S参数/ U$ I5 M8 S* i: T
④ 结构的本征模或谐振解。
+ g4 O4 Q F, C) H1 j而且，由ANSYS HFSS和ANSYS Designer构成的ANSYS高频解决方案，是目前唯一以物理原型为基础的高频设计解决方案，提供了从系统到电路直至部件级的快速而精确的设计手段，覆盖了高频设计的所有环节。现在最新的版本应该到了ANSYS HFSS 16.# Z; L# Q' Q+ k# p. V
ANSYS workbench
! ?" _1 e, E/ [3 b \# T4 y
' o& ]% m, p6 X; @0 \7 Y
2两种port的仿真操作用法
8 j6 o; D% ~6 e: F d8 P8 k1.微带线下wave port8 k+ c3 n- T5 _# h: ~$ I+ ^
如图5所示，首先在背景的表面上画一个sheet，也就是长方形，长方形的高度需要为导体与参考平面的6-10倍，宽度大约为导体宽度的5倍左右，以保证wave port足够的大，能覆盖到导体周围的磁力线，减小仿真偏差，另外要保证port能够同时接触到参考平面和导体。
0 T! f: g' h$ }- b: w
( p4 {) |- k) ^. a
图5
1 ~- x9 d9 ^5 j然后选中刚才所画的sheet，点击右键选中则“assign excitation”里的“wave port”然后在对话框里选好参考平面就OK了，见图6所示。% G# c2 Q* C o6 B
4 V/ j8 T# \, W" E
图6, }3 N3 l4 Y. e7 ?/ E8 @
2.微带线下lumped port
! [8 g$ ?9 u0 b" V9 N' T& L如图7所示，同样需要画一个sheet，不过这个sheet没有高度宽度要求，但是它需要一边接触导体，一边接触参考平面，注意下sheet不要接触到空气盒（airbox），不然仿真时可能会报错/ Y* Y! q$ Y8 x o
2 {2 H5 b- `/ ]- F图7+ i5 `0 J- U+ h6 B3 Z
然后选中刚才所画的sheet，点击右键选中则“assign excitation”里的“lumped port”然后在对话框里选好参考平面就OK了，见图8所示
- w2 O6 I# ?9 P, K
1 P6 D& H- ?5 |8 {: a+ u6 v$ @5 {9 F
图8
1 p6 ^. R8 `* a. p; m3.带状线下wave port
6 E5 P9 ^$ I9 ^7 K+ e如图9所示，首先在背景的表面上画一个sheet，长方形的高度需要为导体与参考平面的6-10倍，宽度大约为导体宽度的5倍左右，以保证wave port足够的大，能覆盖到导体周围的磁力线，另外要保证port能够同时接触到两个参考平面和导体。
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图9
( \' A- G b3 S& A/ t, J然后选中刚才所画的sheet，点击右键选中则“assign excitation”里的“wave port”然后在对话框里选好两个参考平面就OK了，见图10所示。9 x& Y/ Q% r F: E1 z
: X+ l, T. |8 l/ @: h# T6 U. ]
图10. P, K6 n% q: o# G* ?
4.带状线下lumped port; D4 v5 ~( {9 N' | I
带状线下lumped port比较特殊点，因为有两个参考平面。最好下port之前将导体内缩一点以便下port，也就是说导体的边界比参考平面稍微短一点，然后在参考平面间画一个sheet，上下边必须要同时接触到两个参考平面 ，如图11所示，然后选中该sheet点右键选择“assign boundary”里的“PeRFect E”设为理想电边界。
8 G. x& T6 P" w/ `, u- l8 g' }9 i6 |
1 W0 b: C4 {/ ^# ^3 t0 j7 ]6 I* K图118 S* E3 B5 t# B. g6 G
接着类似于微带线下lumped port的做法，再画一个sheet，平行于参考平面，且垂直并接触导体和刚才设置的理想电边界，如图12所示。
! Z. A, W9 X: F" z
3 ?) [+ r) Z' O* I6 k- v
图12$ ~+ K. R H) [% s7 y( I
选中刚才所画的sheet，点右键选中则“assign excitation”里的“lumped port”然后在对话框里选好参考平面（刚才设置的理想电边界）就OK了，如图13/ g' t7 B _" |) z
: g& y/ y3 H- m' _+ F3 S# B, G
图13- ~" c- [6 h9 q$ n5 e
未完待续.....3 ^0 d* p- Q9 t; o I) t1 Y5 g
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