HFSS环形定向耦合器设计实例

1、实用标准文档实验二：环形定向耦合器仿真场分析实验目的：掌握带状线的设置、理解和分析环形定向耦合器的结构和原理。实验内容：利用HFS漱件设计一个环形定向耦合器，此环形耦合器使用带状线 结构。耦合器的工作频率为4GHz带状线介质层厚度为2.286mm介 质材料的相对介电常数和损耗正切分别为2.33和0.000429;带状线的金属层位于介质层的中央；端口负载皆为标准的50Q。实验原理：此环形耦合器使用带状线结构，HFSS工程可以采用终端驱动求解类 型。4个端口都与背景相接触，所以采用波端口激励，且端口负载阻 抗设置为50欧姆。为了简化建模操作以及节省计算时间，带状线的 金属层使用理想薄导体来实现，即

2、通过创建二维平面然后给二维平面 指定理想导体边界条件来模拟带状线的金属层；带状线的金属层位于介质层的中央。在HFSS中，与背景相接触的表面会自动设置为理想 导体边界，因此带状线上下两边的参考地无须额外指定，直接使用默认的理想导体边界即可。实验步骤及结果：一、新建工程设置1 .插入HFS毁计Project Tools Wi ndcw Help 后 Insert HFSS Design 苑 Irsert HFSS-IE Design2 .设置求解类型H-SS TqoI& Vl/irdaw Help> Edj：ion Tjpe.宜 I A nSclutian- Type: Projec

3、t/ - HFSSDEsignI X-Dii/en ModalC CiNi(iueEAJldtm号 Terral<* NelwcrkAnaUsis" TEarrsisrJt EigicnroicSet Model UnitsSelect unkmmRescale lonew unih KCancel文案大全K I Carrel3 .设置默认的长度单位从主菜单栏选择【Modeler【Units 命令4 .建模相关选项设置（使得建立三维模型之后弹出属性窗口）从主菜单栏中选择【Tools -【Options】Modeler Options 5 .定义变量length从主菜单栏中选择【

4、HFSS -【Design Properties 命令点击Add5ropertie Project7 -Ld«I Variable力 Value广 Ciptirnii：dHmTuning户 Scnsrt'vityMarrev%l JFUnit Eiralmated Va ,Add,.Add Airra/.BS按图填入相应的值然后点击 OKIdTB* Vriobk50#回ArW-srsk PcLpigcfiirflVfliflti*_Lp Ll.lT阴 |l国口hMsLt 而'虫 Uli / .由, iexjr :。n tu k<J RHN*rK>：m 机-

5、篦"氐“u IL+ j«i nd- 1 t 郎 *.u ； JL.iLl. S-nfixlZa-cd点击确定'3rc|p&dri«: Projj&st? - FFSSDesignlLccal VwiabG百 ValueDptimiz.aliar TLining: SenstiviLyA.dd,rAdd irrayP. Iif|7 Shcwj HiddenRpCCHFNameM;lu±Unit ET"修d Va_.<yp*lengtii24.5irrirn2 d.5mmLesigi配，1CI6 .添加新材料从主菜单栏

6、中选择【Tools 【Edit Configured Libraries【Materials 命令点击Add Materiala*七久? 三三m三 昌三三=一 一二二二二二二二 4Ltk.r士 二27 黑:第一.按图填入相应的值，然后点击 ok选择My_Sub点击确定'，就把My_SubiS置成默认的选用材料z 二 二二(LT,. J > r t c n- 1 ;:“ r二二二三二: TT: :二二 二三二二二二 a4v»#a«a«a | IfIMfl f 一 if j0 11 二工工工二二 jl-brt-fg.fc-lh.!.li.1 Jlluli

7、uliullullL!Iuf- 三 W 二二 r +用5-11.，、£，.'7.创建带状线介质层模型 e e0 Ow ©火Dr叫 regular polyhedron随便设置一个圆，按图输入，创建一个正六边形柱体，点击OKSegment nuirberXNinberdnieito: 6QK Creel跳出属性界面，按图输入，点击确定'EqeeufT AHTb5-缩放到合适的大小，可以得到下图8.创建带状线金属层模型| Draw recta ng I?随便画一个矩形，按下图设置属性Create Rectj ngle双击，打开矩形属性界面，按下图设置属性，然后点

8、击确定'单击选择Traced SheetsUnm事signed>- -UZI Crea teRecta nq I eL Q Co ver LinesI 04f 9Duplicate Around Axis单击 Duplicate Around Axis按下图设置，然后点击 OK就可复制粘贴Trace,口upliumt曰 Around AxisAwta：Anale:AMach T oT 1nuiinb«!rNOTE When 'AUchi to piginal Object1 is selrscteiJ.上占8/ed白巴 «siia»1Prte

9、hiti& I莒.金.boLiiidlo I'Bes ZeKcitfiihoiiAj on ckapliuHwin b« loru to entuv mo-d»l ennsibrnny- whn aT ofgl N umlhri1 is- uditKrlOKCancel跳出界面，直接点击确定'S-rnw Hirlde-it 口 nr'E.rc! Attnlbi-%-M&etValijeUnit jEvahfftT *0msbptigflit-ad-cnly Ndfriu-TrsKPL0K.niiiijikiOteb#1rModel*n

10、Di-plari'rrLTraRi|pflF4e1iL这样就复制粘贴创建成功，随便画一个画圆，按图选择及设置属性，点击确定'ki二 Sheets- Urr#35ignedS U.Trace：二“二+ Trace!0-IZI Frac* 2一+!- Trac? 3目 O Sheetsl 口 Unassiigned j囱口 OuterCreated ircleO CoverLinesPro pert 七七 Project? - HFSSD«igiril - Mo drierNarnrVn ucUr itFvakMted Va. c5rripfiarCommand匚 rGM

11、L 匚indfCDOindlin0te .Glob4lC tl 口口号证D 0 0EEDmm Omm AwrRadius12221T|ENumber of1Q。广 S"row Hidden合并，按住 ctrl, 依次选择 Trace, Tracel, Trace2,Trace3,Outer，点击Unite得到下图! tb Q fQ 3|unFte减去，随便画一个圆，按下图设置属性Qp6口一共已| iiT工殍GOfoIhje - Mod曰lerrTz-e-C-ommartvi 仁QoirdUriat七 七r+.,于 P*c3i i.A=*RaciiiurEFM i_im bw r qF

12、 .Cffrit'CC- r£le« 0qbal 白,6 q z 1 1 .N， OLJMEE mm11 .Z4mmOE h oww Hidden按下ctrl依次选择Trace和Circlel,点击SubtractBUnk FhElTlmjI FdPUT i-UI Sheets白 UI UnQssignodEl 口C ircl el：-(13 C r e曰匚 i re l&ZD Covert ipe' 匚lone tool nbjesets before opeFationTrace CreteRectan c点击OK,得到下图9 .设置环形带状线T

13、race为理想导体边界，直接点击OKMrrERegim 二血 g 航 bsuticr日口 Xz RKagrE3-V Se-rdrMfiSli.EW10 .设置耦合器四个端口为波端口激励，按下F键进入面选模式选择这个面，右键进行下面操作按左图修改属性，点击OK按图上顺序依次对其他三个端口进行同样操作。就可以得到下图Project Manager夕 Model白Bou n d a me-sL 日 PerfEle Q ExcitationsLjj-O Port!L 合 Tract T1学.& Purt2-。Trace_T2白田PortSL_6 Trace_T3ft.也易 Pnirt4i-m

14、Trace_T4：- Mesh Operations# AndlySii一荏 OptimetricE右键，选择日 包 Excitationsj：,用i I£ J. 0®e i 一； «i E1-®,将名字改为下方名字T2T3T4 pl1®IP2®PSXWTP4XWTPoirt hJame! | PlI ft-rmin aI H fi-nnrm a I i 7 i nResistance-; 150TI n 6j IGeneral | Ccfnultw INtsme-!； T1因为系统本身就设定端口阻抗为50?,因此不需要再进行操作修改

15、11 .单频求解设置5R 仃 Add Solution Setup.按下图设置属性12.扫频设置Fl AnalyiI i,1 Opta Ma国 Lrtil PoriCopyP a Ct-RCtrl+C；-M& Fiel tL 宣 Rod由 i I DafinitiRenam eDeleteEr(Qpcrti&5i 。仁由匕|产工Er i iipA.dd £requcrricy Sweep.”按下图设置属性E d W 尸。虻断F7事上4口1- O p*i on 叱 “w- Fi-vldni厂 " * B* i l+TT- iril- IhrJ <V Ah

16、 4T*I fa«-ig-| Q =F <il *rdbv -m m C ftll * * lrf-4- I - s412.检查并运行点击CloseK * 笳vJ6n£Piaject? - HESSDeagnl - Selupl Solving Pats on Local Machine - HUHMNG._Guiding matrix13 .查看S参数扫频结果右键单击工程树下的Results 节点，在弹出菜单中选择【 CreateTerminal Solution Data Report Rectangular Plot 命令， 打开“结果报告设置”对话框。按下图选

17、择，然后点击ntpUpilafta ELapartOutput WMflk.F匚 CliTt上、tS*lut<JrTgn 寻 in:F DPfft tir Tr neeP-lmairY Sv*.e=p:I如噌 tb LT 加:dB任（fl ,T2）r如 6tr 1T，A：力捌（IVorablci-口Li*njt VariiabtesQutnUEv!ftr-Qe runctlai. faa |Pun<t<jn!Qptons. rP>riirTalYPflrflnictcF "emnaJ Z FarameterI aTqysnU Dirwrt 0ni i iiiTMj，上力 川1加 1”，St FIJI) Stfri.T23 St(Tl.T3) Mttt 1J 4.1stcm.TijNew Reportnreflr*g_deQ 匚占ngqddHB&lOTwnTiifi：dBjacrHsrrralz