一分四功分器仿真案例

一 分 四 功 分 器 的 设 计这个例子教你如何在 HFSS设计环境下创建、仿真、分析一个一分四的微带功分器。图1一、开始1.启动AnsoftHFSS点击微软的开始按钮，选择程序，然后选择Ansoft，HFSS13程序组，点击HFSS13，进入AnsoftHFSS。设置工具选项1、设置工具选项注意：为了与这个例子的后续步骤一致，要对工具选项进行如下设置：2、选择菜单： Tools>Options>HFSSOptions3、HFSS选项窗口a、点击常规（General）标签创建边界时使用数据输入条（ UseWizardsfordataentrywhencreatingnewboundaries）：选勾复制几何图形的边界（ Duplicateboundarieswithgeometry）：选勾b、点击确定键。4、选择菜单 Tools 〉Options 〉ModelerOptions 。5、3DModelerOptions 模块选项窗口a、点击Operation键曲线自动封闭（ Automaticallycoverclosedpolylines ）：选勾b、点击Drawing 键新的原始模型编辑属性（ Editpropertyofnewprimitives ）：选勾c、点击确定。3.打开新工程1、在HFSS窗口，点击工具条上的 ，或者选择菜单 File>New 。2、从Project 菜单选择 InsertHFSSDesign 。图2设置求解类型1.选择菜单HFSS〉SolutionType。2.SolutionType窗口：1）选择模式驱动（DrivenModal）2）点击OK按钮。图3二、建立3D模型设置模型单位选择菜单Modeler〉Units。设置单位：选择单位毫米（mm）点击确定设置默认材料1.在3D模型材料工具栏，选择 Select。图4选择定义窗口：a.在通过名称区域输入 TaconicTLX(tm) 。点击确定。图5创建衬底创建衬底1）选择菜单 Draw 〉 Box。在坐标输入区域，输入长方体的位置0.0,Y:-60，Z:0.0，点击Enter键。坐标输入区域，输入长方体的对角位置dX:37,dY:120,dZ:0.79，点击Enter 键。设置名称在性质（Properties）窗口点击 Box1选择属性（Attribute）。在名称（Name）处输入：Sub1在透明度(Transparent) 选择0.6点击确定。2.

优化视角选择菜单：

View

〉

FitAll

〉AllViews

。或者按住图6

CTRL+D

键。如图

6所示三、.创建无限接地板创建无限接地板选择菜单Draw〉Rectangle在坐标输入区域，输入矩形位置：-30,Y:-72,Z:0.0,点击Enter键。在坐标输入区域，输入矩形对角位置：dX:92.5,dY:140,dZ:0.79,点击Enter键。设置名称在性质（Properties）窗口选择属性（Attribute）。在名称（Name）处输入：GND在透明度(Transparent)选择0.6点击确定。优化视角选择菜单：

View

〉

FitAll

〉AllViews

。或者按住图7

CTRL+D

键。如图

7所示给无限接地板设置理想电场边界1）选择路径：a.选择菜单 Edit 〉

Select

〉

ByName

。选择物体对话框：选择物体名称：GND.点击OK按钮。2)设置理想电场边界a.选择菜单 HFSS>Boundaries>Assign>PerfectE理想电场窗口名称:PerfE_GND无限接地板(InfineGroundPlane)选勾点击OK四、创建贴片创建贴片11）选择菜单： Draw 〉 Rectangle2）在坐标输入区输入矩形位置X:0.0,Y:-1.099,Z:0.79,

按

Enter

键在坐标输入区属土矩形的对角：dX:7.479,dY:2.198,dZ:0.0,

按

Enter

键3）设置名称在属性（Properties）窗口选择特性（Attribute在名称处输入：Patch1点击确定键4）优化视角选择菜单：View 〉FitAll 〉AllViews

）键2. 创建贴片 22）在坐标输入区输入矩形位置7.479,Y:0,Z:0.79,按Enter键在坐标输入区属土矩形的对角：dX:1.2,dY:5.3981,dZ:0.0,按Enter键3）设置名称在属性（Properties）窗口选择特性（Attribute ）键在名称处输入：Patch2点击确定键4）优化视角选择菜单：View 〉 FitAll 〉AllViews创建贴片31）选择菜单： Draw 〉 Rectangle2）在坐标输入区输入矩形位置6.98,Y:5.3981,Z:0.79,按Enter键在坐标输入区属土矩形的对角：dX:2.198,dY:21.89,dZ:0.0,按Enter键3）设置名称在属性（Properties）窗口选择特性（Attribute ）键在名称处输入：Patch3点击确定键4）优化视角选择菜单：View 〉 FitAll 〉AllViews创建贴片41）选择菜单： Draw 〉 Rectangle2）在坐标输入区输入矩形位置9.178,Y:27.2881,Z:0.79,按Enter键在坐标输入区属土矩形的对角：dX:11,dY:2.198,dZ:0.0,按Enter键3）设置名称在属性（Properties）窗口选择特性（Attribute）键在名称处输入：Patch4点击确定键4）优化视角选择菜单：View〉FitAll〉AllViews创建贴片51）选择菜单： Draw 〉 Rectangle2）在坐标输入区输入矩形位置20.178,Y:28.3881,Z:0.79,按Enter键在坐标输入区属土矩形的对角：dX:1.4,dY:11,dZ:0.0,按Enter键3）设置名称在属性（Properties）窗口选择特性（Attribute ）键在名称处输入：Patch5点击确定键4）优化视角选择菜单：View 〉FitAll 〉AllViews创建贴片61）选择菜单： Draw 〉 Rectangle2）在坐标输入区输入矩形位置X:19.779,Y:39.3871,Z:0.79,按Enter键在坐标输入区属土矩形的对角：dX:2.198,dY:3.1,dZ:0.0,按Enter键3）设置名称在属性（Properties

）窗口选择特性（

Attribute

）键在名称处输入：

Patch6点击确定键4）优化视角选择菜单：

View

〉

FitAll

〉AllViews创建贴片71）选择菜单： Draw 〉 Rectangle2）在坐标输入区输入矩形位置21.977,Y:42.4871,Z:0.79,按Enter键在坐标输入区属土矩形的对角：dX:15.023,dY:2.06,dZ:0.0,按Enter键3）设置名称在属性（Properties）窗口选择特性（Attribute ）键在名称处输入：Patch7点击确定键4） 优化视角图8是

选择菜单：7个贴片的视图。

View

〉

FitAll

〉AllViews图88.创建贴片

8图91）选择菜单： Draw 〉 Line2）将Patch3和Patch4接头处连接起来将三个顶点以此连接，形成一个封闭的三角形，如图

9所示。设置名称在属性（Properties）窗口选择特性（Attribute）键在名称处输入：Line1点击确定键优化视角选择菜单： View 〉FitAll 〉AllViews创建贴片91）选择菜单： Draw 〉 Line2）将Patch6和Patch7接头的地方连接起来将三个顶点以此连接，形成一个封闭的三角形在属性（Properties）窗口选择特性（Attribute ）键在名称处输入：Line24)

点击确定键优化视角选择菜单： View

〉

FitAll

〉AllViews图

1010．组合导体1）选择菜单中的 编辑（Edit）>选择（Select）>通过名称（ ByName）2）选择对象对话框a．选择对象名称：依次 Patch5,Patch6,Patch7,Line2注意：用 CTRL+鼠标左键可以选择多个对象b．点击 OK按钮3）选择菜单中的 模型（Modeler）>布尔运算（ Boolean）>结合（Unite）图11组合后的名称为 Line2镜像复制Line2选择菜单中的编辑（Edit）>选择（Select）>通过名称（ByName）a．选择对象名称：Line2b．点击OK按钮选择项目菜单Edit>Duplicate>Mirror在坐标输入区输入矩形位置20.178,Y:28.3881,Z:0.79,按Enter键在坐标输入区属土矩形的对角：dX:0.0,dY:-1.1,dZ:0.0,按Enter键在名称处输入：Patch5_1点击确定键12．组合导体1）选择菜单中的 编辑（Edit）>选择（Select）>通过名称（ ByName）2）选择对象对话框a．选择对象名称：依次Patch5_1,Patch2,Patch3,Patch4,Line2_1,Line1注意：用CTRL+鼠标左键可以选择多个对象b．点击 OK按钮3）选择菜单中的 模型（Modeler）>布尔运算（ Boolean）>结合（Unite）组合后的名称为 Line1,如图13所示图1313.镜像复制 Line1选择组合对象名称： Line12）选中组合的图形进行镜像复制选择菜单中的 编辑（Edit）>选择（Select）>通过名称（ByName）a．选择对象名称： Line1b．点击OK按钮3）选择项目菜单 Edit>Duplicate>Mirror在坐标输入区输入矩形位置X:7.479,Y:0.0,Z:0.79,按Enter键在坐标输入区属土矩形的对角：dX:0.0,dY:-1.099,dZ:0.0,按Enter键在名称处输入：Patch5_1点击确定键14．组合所有导体1）选择菜单中的 编辑（Edit）>选择（Select）>通过名称（ ByName）2）选择对象对话框a．选择对象名称： Patch1,Line1_1,Patch5_1_1,注意：用 CTRL+鼠标左键可以选择多个对象b．点击 OK按钮3）选择菜单中的 模型（ Modeler）>布尔运算（4）选择菜单： View 〉FitAll 〉AllViews组合后的图形为 Line1_1,如图14所示

Boolean）>结合（

Unite）图

14五、设置目标为理想电场边界选择目标：1) 选择菜单： Edit 〉Select〉 ByName选择对象对话框a、选择对象名称：Line1_1b、点击确定按钮设置理想电场边界选择菜单HFSS>Boundaries>Assign>PerfectE理想电场窗口a、名称:PerfE_Patch1b、点击确定按钮六、设置网格线平面设置网格线平面1．选择菜单下拉选项： Modeler> GridPlane >YZa)建立端口

创建波端口1：1．选择主菜单下拉选项：2．应用坐标信息框，输入

Draw>RectangleRectangle的位置坐标X:0.0,Y:1.099,Z:0.79, 敲“回车”键应用坐标信息框，输入 Rectangle对角的相对位置dX:0.0,dY:-2.198,dZ:-0.79,

敲“回车”键设置名称1．在“Properties”窗口，选择“ Attribute ”选项卡在“Name”项输入：S1．点击“OK”按钮调整视图(tofittheview)1.选择菜单：建立端口 2：

View

〉

FitAll

〉AllViews1．选择主菜单下拉选项：2．应用坐标信息框，输入

Draw>RectangleRectangle的位置坐标X:37,Y:42.4871,Z:0.79, 敲“回车”键应用坐标信息框，输入 Rectangle对角的相对位置dX:0.0,dY:2.06,dZ:-0.79,

敲“回车”键设置名称1．在“Properties”窗口，选择“ Attribute ”选项卡在“Name”项输入：S2．点击“OK”按钮调整视图(tofittheview)1. 选择菜单：建立端口 3：

View

〉

FitAll

〉AllViews镜像复制

S21)选择菜单中的 编辑（Edit）>选择（Select）>通过名称（ ByName）a．选择对象名称： S2b．点击OK按钮选择项目菜单Edit>Duplicate>Mirror在坐标输入区输入矩形位置X:37,Y:28.3871,Z:0.0,

按

Enter

键在坐标输入区属土矩形的对角：dX:0.0,dY:-1,dZ:0.0, 按Enter

键击确定键a.选择树状图中复制后的端口 S2_1b.在“Properties”窗口，选择“ Attribute ”选项卡在“Name”项输入：S3点击确定键建立端口 4：镜像复制 S3选择菜单中的编辑（Edit）>选择（Select）>通过名称（ByName）a．选择对象名称：S3b．点击OK按钮选择项目菜单Edit>Duplicate>Mirror在坐标输入区输入矩形位置X:37,Y:0.0,Z:0.79,

按Enter

键在坐标输入区属土矩形的对角：dX:0.0,dY:-1,dZ:0.0,

按

Enter

键击确定键a.选择树状图复制后的端口 S3_1b.在“Properties”窗口，选择“ Attribute ”选项卡在“Name”项输入：S4点击确定键建立端口 5：镜像复制 S2选择菜单中的编辑（Edit）>选择（Select）>通过名称（ByName）a．选择对象名称：S2b．点击OK按钮选择项目菜单Edit>Duplicate>Mirror在坐标输入区输入矩形位置X:37,Y:0.0,Z:0.79,

按Enter

键在坐标输入区属土矩形的对角：dX:0.0,dY:-1,dZ:0.0,

按

Enter

键击确定键a.选择树状图中复制后的端口 S2_1b.在“Properties”窗口，选择“ Attribute ”选项卡在“Name”项输入：S5点击确定键图15七、设置激励1）选择对象 S1：a．选择菜单中的 编辑（Edit）>选择（Select）>通过名称（ ByName）b．选择对象对话框a）选择对象名称： S1b）点击 OK按钮2）选择菜单中的 HFSS>激励（Excitations）>指定（Assign）>波端口（LumpedPort ）3）波端口：常规（General）a．名称：S1b．点击下一步（Next）按钮4）波端口：终端（Terminals）a．终端（Terminals）数目：1b．对于T1，点击未定义（Undefined）栏并选择新建线（NewLine）c．利用坐标输入栏，输入向量的位置X：0.0，Y：0.0，Z：0.79，按回车键d．利用坐标输入栏，输入向量顶点dX：0.0，dY：0.0，dZ：-0.79，按回车键或者直接从要设置激励的端口中间从上往下画如图17所示e．点击下一步（Next）按钮5）波端口：差分对点击下一步（Next）按钮6）波端口：后加工参考阻抗：507）点击完成（Finish）按钮图16以同样的方法设置其它的端口激励 S2、S3、S4、S5图17八、创建空气创建空气选择菜单Draw〉Box在坐标输入区，输入长方体位置X:-30,Y:-72,Z:0.0, 点击 Enter键在坐标输入区域，输入长方体的对角位置dX:92.5,dY:140,dZ:24, 点击 Enter键设置名称在属性（Properties）窗口选择特性（Attribute）键在名称处输入：Air3）在透明度（ Transparent）选择 0.8点击确定按钮优化视角选择菜单：View 〉 FitAll 〉AllViews图18九、创建辐射边界选择面选择菜单：Edit〉Select〉Faces2) 选择除了在 0.0mm处（faceatZ=0.0mm ）的面之外的所有空气的面创建辐射边界1) 选择菜单 HFSS 〉Boundaties 〉Assign 〉Radiation辐射边界窗口名称：Rad1点击确定按钮图19十、分析设置一)创建分析设置1) 选择菜单： HFSS〉AnalysisSetup 〉AddSolutionSetup求解设置窗口a、点击 通用（General）键求解频率（SolutionFrequency）：1.268GHz最大通过数目： 20通过的最大 DeltaS：0.02b、点击 确定按钮图20)增加扫频增加扫频1) 选择菜单 HFSS 〉 AnalysisSetup 〉AddFrequencySweepa、选择求解设置： Setup1b、点击OK按钮编辑扫频窗口a、扫描类型： 快速（Fast）b、频率设置类型： 线形计数（开始(Start)：0.8GHz结束（Stop）：1.8GHz步长（LineStept）：0.1保存场：选勾c、点击OK按钮

LinearStep

）图

21十一、 保存工程1.在 AnsoftHFSS 的窗口，选择菜单：2.在 SaveAs窗口，输入文件名称：

File 〉SaveAshfss_probepatch点击保存按钮十二、分析一)模型检查1、模型检查A、 选择菜单：HFSS 〉 ValidationCheckB、 点击 关闭（Close）按钮图22注意：使用信息管理器可以看到任何错误或警告信息。二) 分析1、开始求解过程A、 选择菜单：HFSS 〉 AnalyzeAll图23三）计算结果数据1．选择菜单中的 HFSS>结果（Results）>计算结果数据（SolutionData）1）查看概况（ Profile）：点击概况（Profile）标签2）查看收敛情况（ Convergence