同軸短線諧振器(2)丨電磁仿真案例圖文教程系列14

一)  創建一個分析設置：

    1.    選擇HFSS > Analysis Setup > Add Solution Setup

    2.    打開仿真設置窗口：

        a. 點擊General標籤

            Solution Frequency: 13.0 GHz 

            Maximum Number of Passes: 10 

            Maximum Delta S: 0.02

        b. 點擊OK 

二)  添加頻率掃描添加掃描：

    1.    選擇HFSS > Analysis Setup > Add Sweep

        a. 選擇仿真設置：Setup1

        b. 點擊OK

    2.    編輯掃描窗口，設置如下：

        a. Sweep Type: Fast

        b. Frequency Setup Type:Linear Step 

            Start: 5.0 GHz

            Stop: 20.0 GHz

            Step: 0.01 GHz

            勾選Save Fields：Checked

        3.    點擊OK

五.創建 Terminal S-Parameter 幅度圖

一)  創建報告：

    1.    選擇HFSS > Results > Create Report

    2.    打開創建報告窗口：

        a. Report Type: Terminal S Parameters  報告類型：S參數

        b. Display Type: Rectangular Plot  顯示類型：矩形圖

        c. 點擊OK

    3.    路徑窗口：

        a. Solution（仿真）：Setup1: Sweep1

        b. Domain（域）: Sweep

        c. 點擊Y標籤

            1) Category（類型）：Terminal S Parameter 

            2) Quantity: St(p1,p1), St(p1,p2),

            3) Function: dB

            4) 點擊Add Trace

    4.    點擊Done

一)  保存工程：

    1.    在Ansoft HFSS窗口，選擇File > Save As.

    2.    在Save As窗口，鍵入文件名：hfss_stub_resonator

    3.    點擊Save

一)  確認模型正確性：

    1.    選擇HFSS > Validation Check

    2.    點擊Close

      注意：用信息管理器查看錯誤和警告信息。

二)  進行分析

開始仿真進程：

    1.    選擇HFSS > Analyze

三)  仿真數據查看仿真數據：

    1.    選擇HFSS > Results > Solution Data

查看Profile：

    1.    點擊Profile標籤

查看Convergence：

    1.   點擊Convergence標籤

      注意：默認的收斂性查看是表格的形式。選擇Plot比率按紐查看收斂性的數據。

查看Matrix Data：

    1.    點擊Matrix Data標籤

      注意：要查看Matrix Data的實時更新，設置仿真為Setup1, Last Adaptive

    2.    點擊Close

      我們在仿真之前創建的圖表將在分析結束是被自動更新。XY坐標圖將會被即時顯示。如果不是這樣，選擇Window > XY Plot1來改變圖形顯示

一)  標記所有路徑

    1.    選擇Report 2D > Mark All Traces

    2.    點擊Min

    3.    當結束時，選擇Report 2D > Mark All Traces來移動這些標記。

二)  優化設置-參數掃描

      在設計一個微波器件的時候，通常在基於掃描參數的基礎上設計。帶有優化掃描參數的Ansoft HFSS可以自動的創建設計的指標曲線。

添加一個參數掃描

    1.    選擇HFSS > Optimetrics Analysis > Add Parametric

    2.    打開設置掃描分析窗口：

        a. 點擊Sweep Definitions標籤：

            1). 點擊Add按紐

            2). 設置Add/Edit sweep掃描對話框

                1]. 選擇變量：L

                2]. 選擇Linear Count

                3]. Start: 4.0mm

                4]. Stop: 5.5mm

                5]. Count: 5

                6].點擊Add按紐

                7].點擊OK按紐

        b. 點擊Options標籤

            1). 勾選Save Fields and Mesh：Checked 

    3.    點擊OK

三)  分析參數掃描開始仿真進程：

    1.    展開工程樹顯示Optimetrics列表下的項，

    2.    在ParametricSetup1上點擊滑鼠右鍵選擇Analyze

一)  查看優化結果：

    1.    選擇HFSS > Optimetrics Analysis > Optimetrics Results

    2.    選擇Profile標籤查看每一個設置的仿真進程。

    3.    查看完結果點擊Close關閉窗口。

      創建Terminal S-Parameter圖 – （在每一個L值處的S12值） 

創建報告：

    1.    選擇HFSS > Results > Create Report

    2.    打開Create Report窗口：

        a. Report Type: Terminal S Parameters  報告類型：S參數

        b. Display Type: Rectangular Plot   顯示類型：矩形圖

        c. 點擊OK 

    3.    路徑窗口：

        a. Solution: Setup1: Sweep1

        b. Domain: Sweep 

        c. 點擊Sweeps標籤

            1). 選擇Sweep Design and Project variable values

        d. 點擊Y標籤

            1). Category: Terminal S Parameter 

            2). Quantity: St(p1,p2)

            3). Function: dB

            4). 點擊Add Trace

            5). 點擊Done

二)  優化設置

      參數掃描對於普通設計的曲線很有用。對於這個普通的只有一個變量的設計我們可以用曲線圖來對沒有包含在參數掃描中的優化指標進行一個估算。Ansoft HFSS和Optimization從已知的優化結果得出估算結果。為了顯示這點我們將設在13GHz時S12有最小值。因為這個設計的頻率很高，我們假設在13GHz時<= -40dB為最小值。在參數掃描中， 我們可以看到計算範圍可以被縮小到4.7-5.1mm 。因為我們只對得到在13GHz 時的結果感興趣，我們將添加一個不包含頻率掃描的仿真設置。這將減少得到目標值所需要的仿真時間。

添加Analysis Setup

    創建analysis setup：

    1.    選擇HFSS > Analysis Setup > Add Solution Setup

    2.    打開Solution Setup窗口：

        a. 點擊General標籤：

            Solution Frequency: 13.0 GHz 

            Maximum Number of Passes: 10 

            Maximum Delta S per Pass: 0.02

        b. 點擊OK

定義Optimization Design Variables

    1.    選擇HFSS > Design Properties

    2.    點擊Optimization radio按紐：

        a. Name:：L

        b. Include： Checked

        c. Min：4.0 mm

        d. Max：5.5 mm 

    3.    點擊OK

添加Optimization Setup

    1.    選擇HFSS > Optimetrics Analysis > Add Optimization

    2.    打開優化設置窗口： 

        a. 點擊Goals標籤：

            1). Optimizer: Quasi-Newton

            2). Max. No. of Iterations: 10 

            3). 點擊Add

            4). 在Solution Column上，點擊Setup1:Last Adaptive並且從solutions的列表中選擇Setup2:LastAdaptive

            5). 點擊Edit Calculation

            6). 設置Output Variables對話框：

                1]. Category: Terminal S Parameter

                2]. Quantity: St(p1,p2)

                3]. Function: mag

                4]. 點擊Insert Quantity Into Expression

                5]. Name: s21_mag 

                6].點擊Add

                7].點擊Done

            7). Condition: <=

            8). Goal: 0.01

            9). Weight:1

            10). Acceptable Cost: 0 

            11). 點擊Variables標籤：

                1]. Min: 4.7 mm

                2]. Max: 5.1mm 

            12). 點擊OK

三)  優化分析開始仿真進程：

    1.    展開工程樹顯示在Optimetrics下的項

    2.    右鍵點擊OptimizationSetup1選擇Analyze 優化結果顯示

四)  查看優化結果：

    1.    選擇HFSS > Optimetrics Analysis > Optimetrics Results

    2.    當完成查看時點擊Close按紐

創建結果的Terminal S-Parameter圖

      當優化結束時，設計將自動被更新為優化的值。要查看設計相對於頻率的性能要求我們用合適的設計初值分析HFSS工程。

分析最優設計

    1.    選擇HFSS > Analyze

查看圖表

      現有的XY Plot 1將在仿真結束時被自動更新。要改變XY Plot 1窗口，選擇Window > XY Plot1

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