一分四功分器 仿真案例

1、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Ansoft HFSS 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Ansoft HFSS。 2. 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 > HFSS Options3、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（Use Wizards for data entry when cr

2、eating new boundaries）：选勾 复制几何图形的边界（Duplicate boundaries with geometry）：选勾b、 点击确定键。4、选择菜单 Tools Options Modeler Options 。5、3D Modeler Options模块选项窗口a、点击Operation 键曲线自动封闭（Automatically cover closed polylines）：选勾b、 点击Drawing 键 新的原始模型编辑属性（Edit property of new primitives）：选勾 c、 点击确定。3. 打开新工程 1、在HFSS窗口，点击

3、工具条上的，或者选择菜单File > New 。 2、从Project 菜单选择 Insert HFSS Design 。图24. 设置求解类型 1. 选择菜单 HFSS Solution Type 。 2. Solution Type 窗口： 1）选择模式驱动（Driven Modal） 2）点击OK按钮。图3二、建立3D模型1. 设置模型单位1. 选择菜单 Modeler Units 。2. 设置单位： a. 选择单位毫米（mm） b. 点击确定 2. 设置默认材料1. 在3D模型材料工具栏，选择Select。图42. 选择定义窗口：a. 在通过名称区域输入Taconic TLX (

4、tm)。b. 点击确定。图5 3. 创建衬底 1. 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 X: 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。 2) 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 Fit All All Views 。或者按住CTRL+D 键。如图6所

5、示图6三、.创建无限接地板1. 创建无限接地板1) 选择菜单Draw Rectangle2) 在坐标输入区域，输入矩形位置： X: -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。2. 设置名称3) 在性质（Properties）窗口选择属性（Attribute）。4) 在名称（Name ）处输入：GND5) 在透明度(Transparent)选择0.66) 点击确定。3. 优化视角选择菜单：View Fit All All Views 。或者按住CTRL+D 键。如图

6、7所示图74. 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 By Name 。b. 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 > Perfect E b. 理想电场窗口a) 名称:PerfE_GNDb) 无限接地板(Infine Ground Plane )选勾c) 点击OK四、创建贴片1. 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En

7、ter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）键 在名称处输入：Patch1 点击确定键 4） 优化视角 选择菜单：View Fit All All Views 2. 创建贴片21）选择菜单：Draw Rectangle2）在坐标输入区输入矩形位置X: 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（Prope

8、rties）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 Fit All All Views 3. 创建贴片31）选择菜单：Draw Rectangle2）在坐标输入区输入矩形位置X: 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 Fit All All

9、Views 4. 创建贴片41）选择菜单：Draw Rectangle2）在坐标输入区输入矩形位置X: 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 Fit All All Views 5. 创建贴片51）选择菜单：Draw Rectangle2）在坐标输入区输入矩形位置X:20.178, Y:28.3881, Z:

10、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 Fit All All Views 6. 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

11、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 Fit All All Views 7. 创建贴片71）选择菜单：Draw Rectangle2）在坐标输入区输入矩形位置X: 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 选择菜单：View

12、Fit All All Views 图8是7个贴片的视图。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。 3) 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 4) 优化视角 选择菜单：View Fit All All Views 9. 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（Att

13、ribute）键 在名称处输入：Line2 点击确定键 4) 优化视角 选择菜单：View Fit All All Views 图1010组合导体1）选择菜单中的编辑（Edit）>选择（Select）>通过名称（By Name） 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Line211. 镜像复制Line2 1) 选择菜单中的编辑（Edit）>选择（Sel

14、ect）>通过名称（By Name）a 选择对象名称：Line2 b点击OK按钮 2) 选择项目菜单 Edit>Duplicate>Mirror 在坐标输入区输入矩形位置 X: 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（By Name） 2）选择对象对话框a选择对象名称：依次Patch5_1,Patch2,Patch3

15、,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（By Name）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:

16、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（By Name） 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（Boolean）>结合（Unite） 4）选择菜单：View Fit All All Views 组合

17、后的图形为Line1_1,如图14所示 图14五、设置目标为理想电场边界1. 选择目标：1) 选择菜单：Edit Select By Name2) 选择对象对话框a、 选择对象名称：Line1_1b、 点击确定按钮2. 设置理想电场边界1) 选择菜单HFSS > Boundaries > Assign > Perfect E 2) 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 > Grid Plane > YZa) 创建波端口建立端口1：1选择主菜单下拉选项：Draw >

18、; Rectangle2应用坐标信息框，输入Rectangle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2. 在“Name”项输入：S13点击“OK”按钮调整视图(to fit the view) 1. 选择菜单：View Fit All All Views 建立端口2：1选择主菜单下拉选项：Draw > Rectangle2应用坐标信息框，输入Rectangle的位置坐

19、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2. 在“Name”项输入：S23点击“OK”按钮调整视图(to fit the view) 1. 选择菜单：View Fit All All Views 建立端口3：镜像复制S2 1) 选择菜单中的编辑（Edit）>选择（Select）>通过名称（By Name）a选择对象名称：S2b点击OK按钮2) 选择项目菜单 Edit &g

20、t; 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_1 b. 在“Properties”窗口，选择“Attribute”选项卡 c. 在“Name”项输入：S3 d. 点击确定键建立端口4：镜像复制S3 1) 选择菜单中的编辑（Edit）>选择（Select）>通过名称（By Name）a选择对象名称：S3b点击OK按钮2) 选择项目菜单 Edit >

21、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_1 b. 在“Properties”窗口，选择“Attribute”选项卡 c. 在“Name”项输入：S4 d. 点击确定键建立端口5：镜像复制S2 1) 选择菜单中的编辑（Edit）>选择（Select）>通过名称（By Name）a选择对象名称：S2b点击OK按钮2) 选择项目菜单 Edit > Duplicat

22、e > 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_1 b. 在“Properties”窗口，选择“Attribute”选项卡 c. 在“Name”项输入：S5 d. 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（By Name）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（

23、Excitations）>指定（Assign）>波端口（Lumped Port） 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（New Line）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（Ne

24、xt）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1. 创建空气 1) 选择菜单 DrawBox 2) 在坐标输入区，输入长方体位置 X: -30, Y: -72, Z: 0.0, 点击 Enter 键 3) 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2. 设置名称 1) 在属性（Properties ）窗口选择特性（Attribute）键 2) 在名称处输入：Air 3） 在透明度（Transparent）选择0.8 4)

25、 点击确定按钮3. 优化视角 选择菜单：View Fit All All Views图18九、创建辐射边界1. 选择面 1) 选择菜单：Edit Select Faces 2) 选择除了在 0.0mm 处（face at Z=0.0mm ）的面之外的所有空气的面2. 创建辐射边界 1) 选择菜单 HFSS Boundaties Assign Radiation 2) 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 Analysis Setup Add Solution Setup 2) 求解设置窗口 a、点击 通用（General ）键

26、 求解频率（Solution Frequency）：1.268GHz 最大通过数目：20 通过的最大 Delta S：0.02 b、点击 确定按钮图20二 ) 增加扫频1. 增加扫频1) 选择菜单 HFSS Analysis Setup Add Frequency Sweepa、 选择求解设置：Setup1b、 点击OK按钮2) 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（Linear Step ）开始(Start)：0.8GHz结束（Stop）：1.8GHz步长（Line Step t）：0.1保存场：选勾c、 点击OK按钮图21 十一、 保存工程1. 在 Ansoft HFSS 的窗口，选择菜单：File Save As2. 在 Save As 窗口，输入文件名称：hfss_probepatch3. 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 Validation CheckB、 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 Analyze All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（