HFSS仿真微带型威尔金森功分器学习笔记

HFSS仿真微带型威尔金森功分器

设计要求：

频带范围	0.9~1.1GHz
输入端口的回波损耗	＞20dB
频带内的插入损耗	S21＜3.3dB
	S31＜3.3dB
输出端口隔离度	＞25dB

1、 求解器设置

求解器选择模式驱动求解

2、 建模

整个微带威尔金森功分器的结构分为微带功分器、隔离电阻、介质板和接地板。
为了后面方便参数分析和优化设计，设置几个变量，可以参考文章：ADS仿真威尔金森功分器学习笔记

50欧姆微带线线宽	W1	1.52mm
1/4波长阻抗线宽	W2	0.79mm
介质基板的厚度	sub_h	0.8mm
50欧姆微带线长度	L	2.5mm
1/4波长阻抗第一段长度	L1	5.51mm
1/4波长阻抗第二段长度	L2	30mm
1/4波长阻抗第三段长度	L3	4mm

功分器建模
输入端口微带线
材料：PEC
模型：长方形
输入端口微带线坐标：

1/4波长阻抗第一段微带线坐标：

1/4波长阻抗第二段微带线坐标

1/4波长阻抗第三段微带线坐标：

输出端口第一段微带线坐标：

输出端口第二段微带线坐标：

输出端口第三段微带线坐标：

输出端口第四段微带线坐标：

切角1坐标：

切角2坐标：

切角3坐标：

切角4坐标：

介质板建模：
材料：介电常数4.4，厚度0.8mm
模型：长方体
坐标：

接地板：
材料：PEC
模型：长方形
坐标：

隔离电阻
材料：
模型：长方形
坐标：

将功分器的模型合并成一个整体，最终建立的模型图如下：

3、 边界条件设置

接地面和微带功分器设置成理想导体边界条件（Perfect E）
隔离电阻设置成有限导体边界条件

辐射边界条件（空气盒子）:
模型；长方体

右键设置边界条件—辐射边界条件Radiation

4、 激励方式设置

激励方式：集总端口激励（lumped port）
模型：长方形
Port1坐标：

Port2坐标：

Port3坐标：

以端口1为例，右键—assign excitation —lumped port

5、 扫频设置

求解中心频率为1GHz，迭代次数为20，收敛误差为0.02
扫频方式：快速扫频，扫频范围：0.9GHz~1.1GHz，步进：0.002GHz

6、 设计检查，仿真分析

设计检查没有问题，进行仿真分析，点击analysis—setup1—sweep—analyze，进行仿真

7、 数据后处理

右键点击状态树下的results----create modal solution data report—rectangular plot，选择S11,S21,S31,S41，点击new report，即可成图




从图中可看出，S11为-23.7dB，S21为-3.18dB，S31为-3.18dB，S23为-30.9dB。

从图中可看出，S11为-27.5dB，S21为-3.01dB，S31为-3.02dB，S23为-26.1dB。