利用HFSS计算微带线的特性阻抗

1、学生实验报告系别电子工程系课程名称微波技术与天线实验班级实验名称利用HFSW算微带线的特性阻抗姓名实验时间学号指导教师报告内容、实验目的和任务1、了解微带线的特性阻抗计算公式；HFSS©真设计。2、通过计算微带线的特性阻抗，熟悉二、实验原理介绍(1)微带线的特性阻抗公式:Z。a.导带厚度为零时w/h其中w是微带的导带宽度,b.导带厚度不为零时weh8hw59.952ln(),w/h1w4h119.9042.42r12r120.44h/w(16,w/h1h/w)(112h)wr12(1h是介质基片的厚度whwhth(1t一1h2hw1nt'h4wwln,thw20.041(1)

2、,w/h1h12h)w1212以we/h代替w/h代入前述零厚度特性阻抗计算公式，即可得非零厚度特性阻抗。(2) HFSS软件是一个基于有限元法计算电磁结构的交互软件包。它将几何结构自动剖分成大量的四面体，计算模拟器包括在分析电磁结构细节问题时的后续处理命令。使用AnsoftHFSS,你可以计算：基本电磁场量和开边界问题的辐射近远场端口特性阻抗和传输常数S参数和相应端口阻抗的归一化S参数一种结构的本征模或谐振解经过二十多年的发展，HFSSZ其无以伦比的仿真精度和可靠性，快捷的仿真速度，方便易用的操作界面，稳定成熟的自适应网格部分技术使其成为高频结构设计的首选工具和行业标准，已经广泛地应用于航空

3、、航天、电子、半导体、计算机、通信等多个领域，帮助工程师们高效地设计各种高频结构，包括：射频和微波部件、天线和天线阵及天线罩，高速互连结构、电真空器件，研究目标特性和系统/部件的电磁兼容/电磁干扰特性，从而降低设计成本，减少设计周期，增强竞争力。三、实验内容和数据记录1、令w1mm,h0.6mm,r4.4或2.2,其中t0或t0.05mm代入上面公式分别求出特性阻抗。2、利用HFSS求微带线的特性阻抗(1)进入执行命令窗口，选择单位mm(2)画介质基片：点击solidsbox选择x0,y0,z0Enterz在Enterboxsize命令下x10,y20,z0.6,在Nam吩令下写box1Ent

4、er;点击图标Selbox1okArrange/Move在Entervector命令下x5,y0,z0Enter(3)画微带线：点击solidsbox选择x0,y0,z0Enterz在Enterboxsize命令下x1,y20,z0.05,在Nam吩令下写box2Enter;在Entervector命令下点击图标Selbox2okArrange/Movex0.5,y0,z0.6Enterz在Enterboxsize命(4)画仿真区域：点击solidsbox选择x0,y0,z0Enter令下x10,y20,z10,在Name令下写box3Enter;在Entervector命令下点击图标Selb

5、ox3okArrange/Movex5,y0,z0Enter(5)点击File/SaveExit,又回到命令窗口，在Draw后打勾，表示完成Draw(6)SetupMaterials:点击SetupMaterials,选择box1,D在materials中选择FR4_epoxyAssign;选择box2,在Materials中选择PerconductorAssign;选择box3,在Material中选择vacummAssign;Exit在Savechangesbeforeclosing?命令下ok(7)SetupBoundaries/Sources:点击SetupBoundaries/Sou

6、rces选择sourceport1点击红色网格的面Assign单击右键Rotate旋转物体选择sourceport2选择与port1相对应的面为红色网格Assign,点击File/SaveExit,又回到命令窗口(8) Setupsolution:按如下设置,(9) solve:即PC机进入计算(10) PostProcess:postprocess然后点击okpostprocess(Port:m1,port:m1(11)在SetupMaterialsMatrixMatrixDataplotNewplot),component(Magnitude)SMatrix和PortZODataType(

7、Smatrix),QuantityVSWRPlot在将box1选择为Teflon,其它不变再进行计算解答过程：1、a,导带厚度为零时w/h1.671所以:aZ0w/h119,904119,904所以:所以:2.420.44h/w(1h/w)61.672.420.440.6(10.6)698.354.4时,(112h)w4.4124.412(1120.6)1123.29Z。Z0a二98.353.2954.222.2时,(112h、一)w2.2122.21(12120.6)1121.8095ZOZ0a98.351.809573.11b.导带厚度不为零时w/h1.671/2（即导带厚度为）0.16所

8、以:wewhhln2ht10.60.050.6ln20.60.051.7808we/h1.7808以We/h代替W/h代入前述零厚度特性阻抗计算公式，得:Z0a119,904119,904we/h2.420.44h/we(1h/We)1.78082.420.440.5615(195.0510.5615)4.4时,所以:Z0Z0a95.051.3.311所以:2.2时,r_1212h)w52,234r21(112h)We4.412.24.41(12.21120.5615(1120.56153.311121,348ZZ0a0.e95.051,1.34870.5392、利用HFSS求微带线的特性阻抗当r4.4时:由以上两图可以读出微带线的特性阻抗：特性阻抗为：Z055.44四、实验结论与心得通过本次试验，我对HFSW算微带线的特性阻抗的过程有了一定的了解。感觉在电脑上用程序来计算还是有待提高，相信在进一步的练习中，会加大练习力度，尽快对HF