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HFSS 仿真微带线,仿真结果S参数异常,求高手解释

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1#
发表于 2019-1-21 10:49 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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x
之前看到有论坛里的网友问两条平行的传输线经地隔离度问题,有热心网友做了仿真。- x4 b% S6 R8 k: I" N
作为HFSS的初学者,我也尝试做了个仿真,出来的S参数和那位网友的结果差别很大啊~ 不知道哪里出问题了,求高手大神帮忙分析下问题。1 l6 ^& {) ]- S9 A5 s- j: z
2 B- [. E: F8 }+ Y/ T- E7 D# W
仿真模型如下图, S. N& g3 {6 J5 i& \

! c' W5 Y$ J* {; W
- ~4 N( W& c' S微带线和地平面的厚度都是0.018mm,微带线与地平面的距离为0.25mm,中间介质的介电常数为4.4,使用阻抗仿真工具计算出50欧姆的阻抗线宽度约为0.45mm, O/ j% ?8 ^" ^2 d" N
四个端口设置为集总端口激励,其他设置和那位网友一样,可是输出的S参数结果就差异巨大
" n; W2 L0 v9 }, k6 n; H
$ V6 m0 r; {5 c% U
. L0 @. B4 G# `. p: V9 w5 y* p% S1 f0 j. I# [& |+ O3 r* O
S11 在绝大多数频道居然会大于-10dB, 这说明这条传输线很烂,可是我明明已经按照50欧姆的阻抗线来建立模型了啊?这什么情况,是否哪里的设置有问题?' m, Q- W& F0 j$ N/ l

" ]  Z/ f1 m2 A6 n3 @

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2#
发表于 2019-1-21 11:59 | 只看该作者
试着从以下几方面检查模型:
6 c4 d$ }8 I9 K; m2 E( m5 a1、楼主用了LumpPort端口,端口的高度是否到位:端口上边沿位于微带线下表面,端口下边沿位于地平面上表面。
4 _  O$ E$ g2 J2 U2、同样检查LumpPort端口的积分线,箭头头尾也分别指向微带线下表面、地平面上表面,箭头方向不做要求(箭头方向仅用于指定激励源的初始相位)。
4 l& o2 N9 i# @6 J1 @- x1 w3、端口阻抗要指定为50欧。——LumpPort缺省指定就是50欧,楼主没有设置成其它数值吧?
; m  d+ [( _7 S% s% _- L+ J4、检查网格数量。象这种简易级别的模型,根据经验,自然剖分网格数量至少要达到10000以上,尽可能达到30000以上,仿真精度才能达到要求。1 \2 V+ B# Q8 y0 _
5、各材料层在Z轴方向尺寸是否有误,比如介质厚度是否真的是0.25mm?* r% F, J7 X4 E: n
6、剖分频率点,至少在5GHz或以上。——扫频范围(1-10GHz)最高频率的二分之一。1 C, s3 m0 ?. W, s
7 L. c" h+ `, v0 O8 C5 i5 X

/ B7 R2 p$ ]  N4 }! m" K1 S8 O" l
& v* ?6 j4 y/ V8 r* f, b- w" x& h/ o- r2 M
3 U& r  u, F5 `% V( e: B

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3#
 楼主| 发表于 2019-1-21 14:13 | 只看该作者
哈哈,这么快就有回复了。首先感谢版主答疑!然后针对版主提出的检查建议,检查结果如下。6 |0 _- ^" ?2 {+ f

: u! v, J' C, q% x$ E1、楼主用了LumpPort端口,端口的高度是否到位:端口上边沿位于微带线下表面,端口下边沿位于地平面上表面。$ j$ P& _, e$ f6 M5 ]7 O
2、同样检查LumpPort端口的积分线,箭头头尾也分别指向微带线下表面、地平面上表面,箭头方向不做要求(箭头方向仅用于指定激励源的初始相位)
! e$ G6 [) W; q( P- ?
, }8 }* R6 k4 ]; N/ g6 s( ], o
* G* I" |! Q7 L0 C5 N
如图所示,端口激励的设置应该是没有问题的。

7 f$ @1 s% l8 A; N7 q7 \
s 4 d/ p) k& U, j  K& L
# w2 y* a4 x; b
. k- `7 J* a" G- @' a
3、端口阻抗要指定为50欧。——LumpPort缺省指定就是50欧,楼主没有设置成其它数值吧?

2 x+ u* I0 C0 R( u9 Q/ R# V2 _( s. u$ d9 r
# Z7 o. [5 z% I+ q% i
端口阻抗确定设置为50欧了
( E" j6 _+ X. ]& J& q  s
- b# m" O* t2 r& ~3 |& N& P6 b' x! N
' C7 Q8 d# F  \8 g7 R
4、检查网格数量。象这种简易级别的模型,根据经验,自然剖分网格数量至少要达到10000以上,尽可能达到30000以上,仿真精度才能达到要求。
5 x3 z$ [: |' x' S/ D

* C0 S/ G$ L8 ~3 g/ E6 j6 N5 X* t! W1 n/ I; W. p' I: }1 o" F/ e
mesh数好像是比较少哦,这个怎么添加,不是自适应剖分网格数么?
: Z: y3 V7 a- v0 ] , p* L& m: U# A3 P
: D; q' w: h! J* Q- a2 j
5、各材料层在Z轴方向尺寸是否有误,比如介质厚度是否真的是0.25mm?
  [* v9 f( x' m: U1 J; C

3 a! v. @* U& J& b
3 K/ F% D( B  e4 B1 |
这个没有问题,介质厚度准确
3 B" K$ b+ E7 N
4 B" C. a3 P! i8 p
6、剖分频率点,至少在5GHz或以上。——扫频范围(1-10GHz)最高频率的二分之一。
0
7 c* Z) w$ S1 [: }0 |3 K8 @

8 u9 d: p7 S! G
6 M) u/ g( n* A. x
剖分频率点确实是设置在5GHz
g"

1 p" F% D, x. E; |7 x
! c. `' z  O9 G4 z8 @! A $ J& L* c7 @$ J) Y) q
$ W) \+ O* {9 V: h
问题好像出现在剖分网格数不够,这是否代表计算精度不够,导致误差过大?+ C# ]  w$ q, q- c0 z! t

2 M. t3 V! ?6 _1 V' p- p% X5 L
: Q9 k' e5 L- G  {# O1 D! C6 X" r$ }2 b& l1 @5 Q
4 a7 ~6 `* a. m5 Y, i
* F4 A6 O$ S, d9 m

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4#
发表于 2019-1-21 14:40 | 只看该作者
问题出在Solution Setup的原始缺省设置,Maximum Number of = 6,太小了!Delta S=0.02,也太大了!
2 N7 y1 y3 X8 B这两个缺省参数一定要改,以提高网格剖分数量最终达到10000以上,最好在30000以上,才能达到较好的仿真精度。
& D$ ~" v6 |. F$ f9 g(而在楼主所贴的第4条附图中看出,模型网格剖分数量仅仅818个,这也太少了吧。)( t/ S. x' k6 X* V' w  E
按如下参数设置,再试试看:' G! f) N  s/ W# u- W7 `) j
Maximum Number of = 187 i  _8 o+ B% }, w
Delta S=0.001

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5#
 楼主| 发表于 2019-1-22 09:12 | 只看该作者
感谢版主答疑。按版主提的建议做了修改,网格剖分数增多了,仿真结果确实收敛很多,也准确很多,看起来和真实值应该差别不大了。
7 @2 K! x! u2 u- S做仿真的时候一些小的设置对结果影响真的挺大的,以后有问题就上来提问4 z6 b8 t) v/ Q6 W/ v% r

% W- I9 U3 Y0 g7 J+ ?* u( @
  o- f# S9 i2 K( b + `- z0 W4 M% Y
  [9 s( o8 S( r& P$ {' u7 J

0 U% q. P9 I/ T' y/ D) {& @3 d  O
3 k$ B4 o# o4 z& Q* P( c
& m  r1 \+ F5 O4 C9 ?, X: s( s3 Q4 c; c2 F
2 v+ h1 h' R9 S+ W4 _7 i8 n

; V% n4 K. w% V# g+ g
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