HFSS入门学习笔记——PCB微带线仿真

1、微带线直角拐弯仿真分析

1.新建HFSS设计工程；

2.建立参数化微带线仿真模型；

1）添加设计变量；

【HFSS】→【Design Properties】，单击【Add】，输入变量名和变量值；

2）创建介质基片层模型；

 选择【XY】面，执行命令【Draw】→【Box】，创建一个底面在XOY平面上的长方体模型来表示介质基片层，在长方体属性面板中修改起始坐标点和长方体的长度、宽度和厚度；

 

3）打开长方体模型属性页【Properties】下的【Attribute】，修改介质基片的名称、颜色、透明度和材质；

 4）【Ctrl+D】显示最佳视角；

3.创建接地板模型，执行菜单命令【Draw】→【Rectangle】，创建矩形面板并进行对应设置；

 4.1）创建导带模型，执行【Draw】→【Rectangle】创建两个矩形面模型【microstrip1】【microstrip2】表示特性阻抗为50Ω的导带。

 

 2）新建正方形模型【Rectangle1】，连接【microstrip1】和【microstrip2】;

 3）按住【CTRL】将【microstrip1】和【microstrip2】和【Rectangle1】选中，点击【Unite】合并为一个模型；

5.创建空气腔模型，【Draw】→【Box】画一个底面在XOY平面得长方体模型表示空气腔，进行设置；

 6.创建激励端口模型，选择【YZ】面，执行【Draw】→【Rectangle】创建一个在YOZ面的矩形来表示激励端口，设置完成后将空气腔隐藏起来显示端口；

 

 选择【ZX】面，建立另一个激励端口【Port2】；

 7.选择求解类型、设置边界条件、设置激励端口、求解设置；

1）选择求解类型。【HFSS】→【Solution Type】，勾选【Modal】和【Network Analysis】，点击【OK】；

 2）设置边界条件；

选中【GND】按住【CTRL】在选中【microstrip1】，鼠标右键选择【Assign Boundary】→【Perfect E】，点击【OK】就将两个矩形面设置为了理想导体边界条件；选中【airbox】，鼠标右键选择【Assign Boundary】→【Radiation】，点击【OK】将【airbox】模型表面设置为辐射边界条件；

3）设置激励端口；

选中【Port1】，鼠标右键选中【Assign Excitation】→【Port】→【Wave Port】，单击【下一步】，最后点击【完成】，同样对【Port2】进行相同设置；

 4）求解设置；执行【HFSS】→【Analysis Setup】→【Add Solution Setup】，进行单频点求解设置，再执行【HFSS】→【Analysis Setup】→【Add Frequency Setup】，进行扫频设置；

 5）自检、运行仿真、收敛性检查。

执行【HFSS】→【Validation Check】进行自检；

 执行【HFSS】→【Analysis ALL】运行仿真求解，在运行结束后可通过右键工程树中的【Results】→【Solution Data】查看迭代次数；

6）查看仿真结果 ；

右键工程树中的【Results】→【Create Modal Solution Data Report】→【Rectangular Plot】进行设置；

点击【New Report】

 结果表明，微带线在直角拐弯后，端口反射系数S(1，1)在低频段在-10dB以下，高频段在-10dB上，信号传输时会有较大的功率反射，不利于信号的传输，有必要进行削角处理，从而减小阻抗突变带来的微带线不连续效应，保证功率最大传输。

2.微带线直角拐弯处45°削角处理仿真分析

1.削角处理；右键视图选择【Selection Mode】→【Vertices】进入顶点模式，单击导带拐弯处的顶点，接着点击切角图标，进行设置；

 

 

 2.设置参数扫描分析；

不同尺寸和不同特性阻抗的微带线，存在最佳斜切率，因此需要对q进行参数扫描分析，右键工程树中的【Optimetrics】→【Add】→【Parametric】进行设置；

 3.运行参数扫描分析，查看仿真结果；

自检无误后进行仿真仿真计算，查看【Port1】反射系数S(1,1)；

 从结果上来看，以一定的斜切率在拐弯处进行45°削角处理后，反射系数降低，当斜切率在0.6左右时，反射系数最小。