HFSS基础知识

1. HFSS求解方式
   • 驱动模式：S参数由入射波反射波功率求得，常用于微带、波导等传输线的模型适用；
   • 终端驱动模式：根据终端电压电流计算S参数，常用于求解信号完整性问题；
   • 本征模模式：求解得到的是给定结构模型的谐振频率以及该谐振频率下的场模式。
2. 三种扫频类型：快速扫频、离散扫频和插值扫频
   • 快速扫频：基于Adaptive Lanczos-Pade Sweep （ALPS）方法，从中心频率开始外推整个频率的场进行扫描，得到整个频率范围内所有场点的结果。计算速度主要取决于模型复杂度和场的复杂度，频点个数影响不大。适用于谐振结构和S参数小范围变化的结构；
   • 离散扫频：只计算扫频范围内给定场点的结果；
   • 插值扫频：介于上述两者之间。HFSS会依据迭代的收敛精度自动选择求解频率点，当两个频率点间的S参数误差小于收敛精度时扫频结束，而其他频率点的场值由插值给出。
3. 回波损耗（RL，return loss）
   • 表示信号反射性能的参数。入射功率的一部分被反射回信号源。RL=10log(Pr/Pi) Pr--反射功率，Pi--入射功率；
   • S参数：
     • S11：输入反射系数，即输入回波损耗；S11可看出天线谐振频率带宽等参数；
     • S22：输出反射系数，即输出回波损耗
     • S12：反向传输系数，即隔离
     • S21：正向传输系数，即增益
     • S11=20log(T)，T是反射系数。 T=反射电压/入射电压。
4. 驻波比（VSWR）
   • 行波系数的倒数，其值在1到无穷大之间。VSWR=1表示完全匹配；无穷大表示完全反射；移动通信中一般要求VSWR<1.5；
   • VSWR=波腹电压/波节电压；
   • VSWR=（1+T）/（1-T）；T  --  反射系数
   • VSWR=电压振幅最大值与最小值之比。
5. Smith圆图
   • 史密斯圆图仍然是确定传输线阻抗的基本工具；
   • 史密斯圆图是反射系数(伽马，以符号Γ表示)的极座标图。反射系数也可以从数学上定义为单端口散射参数，即s11；
   • 在处理RF系统的实际应用问题时，总会遇到一些非常困难的工作，对各部分级联电路的不同阻抗进行匹配就是其中之一。一般情况下，需要进行匹配的电路包括天线与低噪声放大器(LNA)之间的匹配、功率放大器输出(RFOUT)与天线之间的匹配、LNA/VCO输出与混频器输入之间的匹配。匹配的目的是为了保证信号或能量有效地从“信号源”传送到“负载”。

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