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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