铁打的DeltaS=0.02，流水的HFSS版本。碎片三分钟逛电巢App，收获一丢丢。
岛主用到的HFSS最老版本是6.0，运行在Unix系统中，看起来是昂贵的高大上Sun工作站，也许10万人民币一台，但却是命令行式的建模操作。
从HFSS8.0开始，慢慢转到Windows系统，图形化界面，菜单式建模操作，当年的硬件条件：单核奔腾CPU主频大概在300MHz，运行内存1G，普通电脑大概1万人民币一台。
为了适配当时的硬件环境，兼顾仿真速度和仿真精度，HFSS缺省设置DeltaS=0.02。或者说 ΔS = 0.02。
摩尔定律，星转斗移。同样的价格，估计现在的主频升到原来的10倍，CPU到64核心，运行内存提升了100倍以上，HFSS经历了十几次版本升级，但DeltaS缺省值仍然是0.02。
4 R+ Q( ` h+ P/ \$ q3 a$ s7 j- I
关于Passes、DeltaS、仿真精度、收敛
可以用一幅图形象地描述这几个概念的关系，一看就懂：
! K3 [! u; |. T/ B3 R, a
, U* U, S( h- l* V9 @: X" I
S参数有幅度和相位，用欧拉公式可转化为复平面上的实部和虚部，上面是用复平面内表示S参数矢量的，DeltaS自然也是矢量。
绿色粗箭头表示第n次剖分求解得到的某个S参数；
蓝色细箭头表示某个具体的模型第n-1次剖分求解得到的同一个S参数；
每一个红点都表示不同的模型在第n-1次剖分求解得到的可能的S参数（Passible S）；
红色细线就表示矢量减法计算出来的DeltaS；
随着仿真次数Passes的增加，网格剖分越来越细，仿真精度越来越高，Sn越来越与真实的S参数接近，于是DeltaS模值也越来越小，也就意味着S参数越来越收敛。
6 m* g* \5 Y- l$ l H0 J/ W: Z; k
Delta S定义
Delta S本质上是第n-1次求解得到的S参数与第n次求解得到的S参数之矢量差的模值的最大值。非常拗口。
公式如下：max|ΔS| = max|Sn-1-Sn|
绝对值符号表示模值，定义成一个矢量在复平面（或极坐标平面）上到圆点的距离。
下图表示设置不同的ΔS，求解得到的S参数与可能的S参数之间的关系。
. X1 n6 }5 Q( d- c
q9 E: V: v/ D3 u) X4 Y5 [将上图右上方的红色小方框放大，并且用S参数（电压响应）模值（线性）展开成下图：
+ ]0 I3 I; x! m+ l# R
. G! L0 s# ]9 \& ^, m天线振子只有一个端口，所以只看S11的ΔS，无所谓ΔS最大值max。如果是两端口的传输线，则有4个S参数，那就找这4个S参数中的ΔS最大值max。
所以单端口模型的仿真有较大的几率出现“假收敛”，因此在HFSS中要设置最小收敛次数为2或3或4，看情况而定：
( D% S0 ?; L, \- O! X
N2 t% c v/ I. y- p% F* x% DΔS对仿真精度影响的真实案例
下图是一个网格地平面的微带线阻抗TDR仿真，随着DeltaS的不同，则阻抗有1.5欧的差异。
. B& M0 a/ I- Y" U- Z
' v$ M, [0 r6 o2 d8 D/ K1 v f7 c
下图是某模型仿真Waveport端口阻抗的情况，可见DeltaS的不同，端口阻抗有较大的误差：
/ R( B& ~8 r) Z, f" Y. F+ t
DeltaS=0.02，则端口阻抗误差达到6%。
下图是匹配良好的理想微带线的回波损耗S11与ΔS的关系：
2 w' C$ s3 S/ X! w4 S: g7 i( _红色线DeltaS =0.017，仿真得到的S11=22dB，匹配良好的理想微带线来说，精度是不够的。
匹配良好的理想微带线，S11至少要优于30dB吧。
前几篇文章反复提过：25dB定向性指标的微带双线耦合器，各端口S11测试值至少要优于30dB，才不会影响测试精度。
4 r" ~+ D1 P3 ]9 U" Y& b
总结
1 `3 |6 u9 G O5 T/ d! `8 D, L$ ^. W. l7 _3 N9 @* R
可见铁打的DeltaS = 0.02，这个缺省设置有问题。
ΔS = 0.02一般用于模型前期优化阶段的粗略仿真，效率优先；
ΔS = 0.005甚至0.002，用于后期定型投板的精细仿真，精度优先；
对于数量较少的端口，要在HFSS中设置最小收敛次数为2或3或4；
0 r# }1 R, R9 e
出品｜EDA365
作者｜何平华老师
+ q( `- P8 p% T v& C. F: {1 M
1 M0 n. |. H" ?: u8 t. r% C
注：本文为EDA365电子论坛原创文章，未经允许，不得转载
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发表于 2022-9-28 09:44
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