一分四功分器 仿真案例

1、一分四功分器的設(shè)計(jì)這個(gè)例子教你如何在HFSS設(shè)計(jì)環(huán)境下創(chuàng)建、仿真、分析一個(gè)一分四的微帶功分器。圖1一、開始 1. 啟動(dòng)Ansoft HFSS 點(diǎn)擊微軟的開始按鈕，選擇程序，然后選擇Ansoft，HFSS13程序組，點(diǎn)擊HFSS13， 進(jìn)入Ansoft HFSS。 2. 設(shè)置工具選項(xiàng) 1、設(shè)置工具選項(xiàng)注意：為了與這個(gè)例子的后續(xù)步驟一致，要對工具選項(xiàng)進(jìn)行如下設(shè)置： 2、選擇菜單：Tools > Options > HFSS Options3、HFSS選項(xiàng)窗口a、點(diǎn)擊常規(guī)（General）標(biāo)簽 創(chuàng)建邊界時(shí)使用數(shù)據(jù)輸入條（Use Wizards for data entry when cr

2、eating new boundaries）：選勾 復(fù)制幾何圖形的邊界（Duplicate boundaries with geometry）：選勾b、 點(diǎn)擊確定鍵。4、選擇菜單 Tools Options Modeler Options 。5、3D Modeler Options模塊選項(xiàng)窗口a、點(diǎn)擊Operation 鍵曲線自動(dòng)封閉（Automatically cover closed polylines）：選勾b、 點(diǎn)擊Drawing 鍵 新的原始模型編輯屬性（Edit property of new primitives）：選勾 c、 點(diǎn)擊確定。3. 打開新工程 1、在HFSS窗口，點(diǎn)擊

3、工具條上的，或者選擇菜單File > New 。 2、從Project 菜單選擇 Insert HFSS Design 。圖24. 設(shè)置求解類型 1. 選擇菜單 HFSS Solution Type 。 2. Solution Type 窗口： 1）選擇模式驅(qū)動(dòng)（Driven Modal） 2）點(diǎn)擊OK按鈕。圖3二、建立3D模型1. 設(shè)置模型單位1. 選擇菜單 Modeler Units 。2. 設(shè)置單位： a. 選擇單位毫米（mm） b. 點(diǎn)擊確定 2. 設(shè)置默認(rèn)材料1. 在3D模型材料工具欄，選擇Select。圖42. 選擇定義窗口：a. 在通過名稱區(qū)域輸入Taconic TLX (

4、tm)。b. 點(diǎn)擊確定。圖5 3. 創(chuàng)建襯底 1. 創(chuàng)建襯底1）選擇菜單Draw Box 。 在坐標(biāo)輸入?yún)^(qū)域，輸入長方體的位置 X: 0.0 , Y: -60，Z: 0.0，點(diǎn)擊Enter 鍵。 坐標(biāo)輸入?yún)^(qū)域，輸入長方體的對角位置 dX: 37,dY: 120,dZ: 0.79，點(diǎn)擊Enter 鍵。 2) 設(shè)置名稱 在性質(zhì)（Properties）窗口點(diǎn)擊Box1選擇屬性（Attribute）。 在名稱（Name ）處輸入：Sub1 在透明度(Transparent)選擇0.6 點(diǎn)擊確定。 2. 優(yōu)化視角選擇菜單：View Fit All All Views ?；蛘甙醋TRL+D 鍵。如圖6所

5、示圖6三、.創(chuàng)建無限接地板1. 創(chuàng)建無限接地板1) 選擇菜單Draw Rectangle2) 在坐標(biāo)輸入?yún)^(qū)域，輸入矩形位置： X: -30, Y: -72, Z: 0.0, 點(diǎn)擊Enter鍵。 在坐標(biāo)輸入?yún)^(qū)域，輸入矩形對角位置： dX: 92.5, dY: 140, dZ: 0.79, 點(diǎn)擊Enter鍵。2. 設(shè)置名稱3) 在性質(zhì)（Properties）窗口選擇屬性（Attribute）。4) 在名稱（Name ）處輸入：GND5) 在透明度(Transparent)選擇0.66) 點(diǎn)擊確定。3. 優(yōu)化視角選擇菜單：View Fit All All Views 。或者按住CTRL+D 鍵。如圖

6、7所示圖74. 給無限接地板設(shè)置理想電場邊界1）選擇路徑：a. 選擇菜單 Edit Select By Name 。b. 選擇物體對話框： 選擇物體名稱：GND . 點(diǎn)擊OK按鈕。2 ) 設(shè)置理想電場邊界a. 選擇菜單HFSS > Boundaries > Assign > Perfect E b. 理想電場窗口a) 名稱:PerfE_GNDb) 無限接地板(Infine Ground Plane )選勾c) 點(diǎn)擊OK四、創(chuàng)建貼片1. 創(chuàng)建貼片11）選擇菜單：Draw Rectangle2）在坐標(biāo)輸入?yún)^(qū)輸入矩形位置X: 0.0, Y: -1.099, Z: 0.79, 按En

7、ter鍵 在坐標(biāo)輸入?yún)^(qū)屬土矩形的對角：dX: 7.479, dY: 2.198, dZ: 0.0, 按Enter鍵 3） 設(shè)置名稱 在屬性（Properties）窗口選擇特性（Attribute）鍵 在名稱處輸入：Patch1 點(diǎn)擊確定鍵 4） 優(yōu)化視角 選擇菜單：View Fit All All Views 2. 創(chuàng)建貼片21）選擇菜單：Draw Rectangle2）在坐標(biāo)輸入?yún)^(qū)輸入矩形位置X: 7.479, Y: 0, Z: 0.79, 按Enter鍵 在坐標(biāo)輸入?yún)^(qū)屬土矩形的對角：dX: 1.2, dY: 5.3981, dZ: 0.0, 按Enter鍵 3）設(shè)置名稱 在屬性（Prope

8、rties）窗口選擇特性（Attribute）鍵 在名稱處輸入：Patch2 點(diǎn)擊確定鍵 4）優(yōu)化視角選擇菜單：View Fit All All Views 3. 創(chuàng)建貼片31）選擇菜單：Draw Rectangle2）在坐標(biāo)輸入?yún)^(qū)輸入矩形位置X: 6.98, Y: 5.3981, Z: 0.79, 按Enter鍵 在坐標(biāo)輸入?yún)^(qū)屬土矩形的對角：dX: 2.198, dY: 21.89, dZ: 0.0, 按Enter鍵 3）設(shè)置名稱 在屬性（Properties）窗口選擇特性（Attribute）鍵 在名稱處輸入：Patch3 點(diǎn)擊確定鍵4）優(yōu)化視角選擇菜單：View Fit All All

9、Views 4. 創(chuàng)建貼片41）選擇菜單：Draw Rectangle2）在坐標(biāo)輸入?yún)^(qū)輸入矩形位置X: 9.178, Y: 27.2881, Z: 0.79, 按Enter鍵 在坐標(biāo)輸入?yún)^(qū)屬土矩形的對角：dX: 11, dY:2.198, dZ: 0.0, 按Enter鍵3）設(shè)置名稱 在屬性（Properties）窗口選擇特性（Attribute）鍵 在名稱處輸入：Patch4 點(diǎn)擊確定鍵 4） 優(yōu)化視角 選擇菜單：View Fit All All Views 5. 創(chuàng)建貼片51）選擇菜單：Draw Rectangle2）在坐標(biāo)輸入?yún)^(qū)輸入矩形位置X:20.178, Y:28.3881, Z:

10、0.79, 按Enter鍵 在坐標(biāo)輸入?yún)^(qū)屬土矩形的對角：dX:1.4, dY: 11, dZ: 0.0, 按Enter鍵3） 設(shè)置名稱 在屬性（Properties）窗口選擇特性（Attribute）鍵 在名稱處輸入：Patch5 點(diǎn)擊確定鍵 4）優(yōu)化視角 選擇菜單：View Fit All All Views 6. 創(chuàng)建貼片61）選擇菜單：Draw Rectangle2）在坐標(biāo)輸入?yún)^(qū)輸入矩形位置X: 19.779, Y: 39.3871, Z: 0.79, 按Enter鍵 在坐標(biāo)輸入?yún)^(qū)屬土矩形的對角：dX: 2.198, dY: 3.1, dZ: 0.0, 按Enter鍵3） 設(shè)置名稱 在屬

11、性（Properties）窗口選擇特性（Attribute）鍵 在名稱處輸入：Patch6 點(diǎn)擊確定鍵 4） 優(yōu)化視角 選擇菜單：View Fit All All Views 7. 創(chuàng)建貼片71）選擇菜單：Draw Rectangle2）在坐標(biāo)輸入?yún)^(qū)輸入矩形位置X: 21.977, Y: 42.4871, Z: 0.79, 按Enter鍵 在坐標(biāo)輸入?yún)^(qū)屬土矩形的對角：dX:15.023, dY:2.06, dZ: 0.0, 按Enter鍵3）設(shè)置名稱 在屬性（Properties）窗口選擇特性（Attribute）鍵 在名稱處輸入：Patch7 點(diǎn)擊確定鍵 4） 優(yōu)化視角 選擇菜單：View

12、Fit All All Views 圖8是7個(gè)貼片的視圖。圖88. 創(chuàng)建貼片8圖91）選擇菜單：Draw Line2）將Patch3和Patch4接頭處連接起來將三個(gè)頂點(diǎn)以此連接，形成一個(gè)封閉的三角形，如圖9所示。 3) 設(shè)置名稱 在屬性（Properties）窗口選擇特性（Attribute）鍵 在名稱處輸入：Line1 點(diǎn)擊確定鍵 4) 優(yōu)化視角 選擇菜單：View Fit All All Views 9. 創(chuàng)建貼片91）選擇菜單：Draw Line2）將Patch6和Patch7接頭的地方連接起來將三個(gè)頂點(diǎn)以此連接，形成一個(gè)封閉的三角形 在屬性（Properties）窗口選擇特性（Att

13、ribute）鍵 在名稱處輸入：Line2 點(diǎn)擊確定鍵 4) 優(yōu)化視角 選擇菜單：View Fit All All Views 圖1010組合導(dǎo)體1）選擇菜單中的編輯（Edit）>選擇（Select）>通過名稱（By Name） 2）選擇對象對話框a選擇對象名稱：依次Patch5,Patch6,Patch7,Line2注意：用CTRL+鼠標(biāo)左鍵可以選擇多個(gè)對象b點(diǎn)擊OK按鈕 3）選擇菜單中的模型（Modeler）>布爾運(yùn)算（Boolean）>結(jié)合（Unite）圖11組合后的名稱為Line211. 鏡像復(fù)制Line2 1) 選擇菜單中的編輯（Edit）>選擇（Sel

14、ect）>通過名稱（By Name）a 選擇對象名稱：Line2 b點(diǎn)擊OK按鈕 2) 選擇項(xiàng)目菜單 Edit>Duplicate>Mirror 在坐標(biāo)輸入?yún)^(qū)輸入矩形位置 X: 20.178, Y: 28.3881, Z: 0.79, 按Enter鍵 在坐標(biāo)輸入?yún)^(qū)屬土矩形的對角： dX:0.0, dY:-1.1, dZ: 0.0, 按Enter鍵 在名稱處輸入：Patch5_1 點(diǎn)擊確定鍵12組合導(dǎo)體1）選擇菜單中的編輯（Edit）>選擇（Select）>通過名稱（By Name） 2）選擇對象對話框a選擇對象名稱：依次Patch5_1,Patch2,Patch3

15、,Patch4,Line2_1,Line1注意：用CTRL+鼠標(biāo)左鍵可以選擇多個(gè)對象b點(diǎn)擊OK按鈕 3）選擇菜單中的模型（Modeler）>布爾運(yùn)算（Boolean）>結(jié)合（Unite） 組合后的名稱為Line1 ,如圖13所示 圖1313. 鏡像復(fù)制Line1選擇組合對象名稱：Line12）選中組合的圖形進(jìn)行鏡像復(fù)制選擇菜單中的編輯（Edit）>選擇（Select）>通過名稱（By Name）a選擇對象名稱：Line1b點(diǎn)擊OK按鈕3）選擇項(xiàng)目菜單 Edit>Duplicate>Mirror在坐標(biāo)輸入?yún)^(qū)輸入矩形位置 X:7.479, Y: 0.0, Z:

16、0.79, 按Enter鍵 在坐標(biāo)輸入?yún)^(qū)屬土矩形的對角： dX:0.0, dY:-1.099, dZ: 0.0, 按Enter鍵 在名稱處輸入：Patch5_1 點(diǎn)擊確定鍵14組合所有導(dǎo)體1）選擇菜單中的編輯（Edit）>選擇（Select）>通過名稱（By Name） 2）選擇對象對話框 a選擇對象名稱：Patch1,Line1_1,Patch5_1_1, 注意：用CTRL+鼠標(biāo)左鍵可以選擇多個(gè)對象 b點(diǎn)擊OK按鈕 3）選擇菜單中的模型（ Modeler）>布爾運(yùn)算（Boolean）>結(jié)合（Unite） 4）選擇菜單：View Fit All All Views 組合

17、后的圖形為Line1_1,如圖14所示 圖14五、設(shè)置目標(biāo)為理想電場邊界1. 選擇目標(biāo)：1) 選擇菜單：Edit Select By Name2) 選擇對象對話框a、 選擇對象名稱：Line1_1b、 點(diǎn)擊確定按鈕2. 設(shè)置理想電場邊界1) 選擇菜單HFSS > Boundaries > Assign > Perfect E 2) 理想電場窗口a、 名稱:PerfE_Patch1b、 點(diǎn)擊確定按鈕六、設(shè)置網(wǎng)格線平面 設(shè)置網(wǎng)格線平面1選擇菜單下拉選項(xiàng)：Modeler > Grid Plane > YZa) 創(chuàng)建波端口建立端口1：1選擇主菜單下拉選項(xiàng)：Draw >

18、; Rectangle2應(yīng)用坐標(biāo)信息框，輸入Rectangle的位置坐標(biāo)X:0.0,Y:1.099, Z:0.79, 敲“回車”鍵應(yīng)用坐標(biāo)信息框，輸入Rectangle對角的相對位置dX:0.0,dY:-2.198, dZ:-0.79, 敲“回車”鍵設(shè)置名稱1在“Properties”窗口，選擇“Attribute”選項(xiàng)卡2. 在“Name”項(xiàng)輸入：S13點(diǎn)擊“OK”按鈕調(diào)整視圖(to fit the view) 1. 選擇菜單：View Fit All All Views 建立端口2：1選擇主菜單下拉選項(xiàng)：Draw > Rectangle2應(yīng)用坐標(biāo)信息框，輸入Rectangle的位置坐

19、標(biāo)X:37,Y:42.4871, Z:0.79, 敲“回車”鍵應(yīng)用坐標(biāo)信息框，輸入Rectangle對角的相對位置dX:0.0, dY:2.06, dZ:-0.79, 敲“回車”鍵設(shè)置名稱1在“Properties”窗口，選擇“Attribute”選項(xiàng)卡2. 在“Name”項(xiàng)輸入：S23點(diǎn)擊“OK”按鈕調(diào)整視圖(to fit the view) 1. 選擇菜單：View Fit All All Views 建立端口3：鏡像復(fù)制S2 1) 選擇菜單中的編輯（Edit）>選擇（Select）>通過名稱（By Name）a選擇對象名稱：S2b點(diǎn)擊OK按鈕2) 選擇項(xiàng)目菜單 Edit &g

20、t; Duplicate > Mirror在坐標(biāo)輸入?yún)^(qū)輸入矩形位置X: 37, Y: 28.3871, Z: 0.0, 按Enter鍵 在坐標(biāo)輸入?yún)^(qū)屬土矩形的對角：dX:0.0, dY:-1, dZ: 0.0, 按Enter鍵擊確定鍵 a. 選擇樹狀圖中復(fù)制后的端口S2_1 b. 在“Properties”窗口，選擇“Attribute”選項(xiàng)卡 c. 在“Name”項(xiàng)輸入：S3 d. 點(diǎn)擊確定鍵建立端口4：鏡像復(fù)制S3 1) 選擇菜單中的編輯（Edit）>選擇（Select）>通過名稱（By Name）a選擇對象名稱：S3b點(diǎn)擊OK按鈕2) 選擇項(xiàng)目菜單 Edit >

21、Duplicate > Mirror在坐標(biāo)輸入?yún)^(qū)輸入矩形位置X: 37, Y: 0.0, Z: 0.79, 按Enter鍵在坐標(biāo)輸入?yún)^(qū)屬土矩形的對角：dX:0.0, dY:-1, dZ: 0.0, 按Enter鍵擊確定鍵 a. 選擇樹狀圖復(fù)制后的端口S3_1 b. 在“Properties”窗口，選擇“Attribute”選項(xiàng)卡 c. 在“Name”項(xiàng)輸入：S4 d. 點(diǎn)擊確定鍵建立端口5：鏡像復(fù)制S2 1) 選擇菜單中的編輯（Edit）>選擇（Select）>通過名稱（By Name）a選擇對象名稱：S2b點(diǎn)擊OK按鈕2) 選擇項(xiàng)目菜單 Edit > Duplicat

22、e > Mirror在坐標(biāo)輸入?yún)^(qū)輸入矩形位置X: 37, Y: 0.0, Z: 0.79, 按Enter鍵 在坐標(biāo)輸入?yún)^(qū)屬土矩形的對角：dX:0.0, dY:-1, dZ: 0.0, 按Enter鍵擊確定鍵 a. 選擇樹狀圖中復(fù)制后的端口S2_1 b. 在“Properties”窗口，選擇“Attribute”選項(xiàng)卡 c. 在“Name”項(xiàng)輸入：S5 d. 點(diǎn)擊確定鍵圖15七、設(shè)置激勵(lì) 1）選擇對象S1：a選擇菜單中的編輯（Edit）>選擇（Select）>通過名稱（By Name）b選擇對象對話框a）選擇對象名稱：S1b）點(diǎn)擊OK按鈕 2）選擇菜單中的HFSS>激勵(lì)（

23、Excitations）>指定（Assign）>波端口（Lumped Port） 3）波端口：常規(guī)（General）a名稱：S1b點(diǎn)擊下一步（Next）按鈕 4）波端口：終端（Terminals）a終端（Terminals）數(shù)目：1b對于T1，點(diǎn)擊未定義（Undefined）欄并選擇新建線（New Line）c利用坐標(biāo)輸入欄，輸入向量的位置X：0.0，Y：0.0，Z：0.79，按回車鍵d利用坐標(biāo)輸入欄，輸入向量頂點(diǎn)dX：0.0，dY：0.0，dZ：-0.79，按回車鍵或者直接從要設(shè)置激勵(lì)的端口中間從上往下畫如圖17所示e點(diǎn)擊下一步（Next）按鈕 5）波端口：差分對點(diǎn)擊下一步（Ne

24、xt）按鈕 6）波端口：后加工參考阻抗：507） 點(diǎn)擊完成（Finish）按鈕圖16以同樣的方法設(shè)置其它的端口激勵(lì)S2、S3、S4、S5圖17八、創(chuàng)建空氣1. 創(chuàng)建空氣 1) 選擇菜單 DrawBox 2) 在坐標(biāo)輸入?yún)^(qū)，輸入長方體位置 X: -30, Y: -72, Z: 0.0, 點(diǎn)擊 Enter 鍵 3) 在坐標(biāo)輸入?yún)^(qū)域，輸入長方體的對角位置 dX: 92.5, dY: 140, dZ:24, 點(diǎn)擊 Enter 鍵2. 設(shè)置名稱 1) 在屬性（Properties ）窗口選擇特性（Attribute）鍵 2) 在名稱處輸入：Air 3） 在透明度（Transparent）選擇0.8 4)

25、 點(diǎn)擊確定按鈕3. 優(yōu)化視角 選擇菜單：View Fit All All Views圖18九、創(chuàng)建輻射邊界1. 選擇面 1) 選擇菜單：Edit Select Faces 2) 選擇除了在 0.0mm 處（face at Z=0.0mm ）的面之外的所有空氣的面2. 創(chuàng)建輻射邊界 1) 選擇菜單 HFSS Boundaties Assign Radiation 2) 輻射邊界窗口名稱：Rad1點(diǎn)擊確定按鈕圖19 十、分析設(shè)置一 ) 創(chuàng)建分析設(shè)置 1) 選擇菜單：HFSS Analysis Setup Add Solution Setup 2) 求解設(shè)置窗口 a、點(diǎn)擊 通用（General ）鍵

26、 求解頻率（Solution Frequency）：1.268GHz 最大通過數(shù)目：20 通過的最大 Delta S：0.02 b、點(diǎn)擊 確定按鈕圖20二 ) 增加掃頻1. 增加掃頻1) 選擇菜單 HFSS Analysis Setup Add Frequency Sweepa、 選擇求解設(shè)置：Setup1b、 點(diǎn)擊OK按鈕2) 編輯掃頻窗口a、 掃描類型： 快速（Fast ）b、 頻率設(shè)置類型： 線形計(jì)數(shù)（Linear Step ）開始(Start)：0.8GHz結(jié)束（Stop）：1.8GHz步長（Line Step t）：0.1保存場：選勾c、 點(diǎn)擊OK按鈕圖21 十一、 保存工程1. 在 Ansoft HFSS 的窗口，選擇菜單：File Save As2. 在 Save As 窗口，輸入文件名稱：hfss_probepatch3. 點(diǎn)擊 保存按鈕十二、 分析一) 模型檢查1、 模型檢查A、 選擇菜單：HFSS Validation CheckB、 點(diǎn)擊 關(guān)閉（Close ）按鈕圖22注意：使用信息管理器可以看到任何錯(cuò)誤或警告信息。二) 分析1、 開始求解過程A、 選擇菜單：HFSS Analyze All圖23三）計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)1選擇菜單中的HFSS>結(jié)果（Results）>計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)（