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1、HFSS实例简单微带线实例Poqi055HFSS在高速PCB设计中的应用之一1HFSS实例简单微带线的仿真HFSS实例简单微带线的仿真（仅供参考不对之处欢迎指教）2002-10-10HFSS实例简单微带线实例Poqi055HFSS在高速PCB设计中的应用之一2HFSS实例简单微带线的仿真HFSS实例简单微带线的仿真12002-10-102002-10-1010.5英寸长微带线英寸长微带线HFSS分析题例分析题例4一）一）建模建模41.11.1首先在O首先在OPTIONPTION中设置所需的单位本例设为：中设置所需的单位本例设为：MILMIL41.21.2建立地线层建立地线层41.31.3建立介
2、质层（为了显示方便从此步骤开始模型尺寸略有变化）建立介质层（为了显示方便从此步骤开始模型尺寸略有变化）51.41.4建立导线（面）建立导线（面）61155建立第二个介质层建立第二个介质层6151建立带状线的第二个介质层6152建立微带线的第二个介质层71616建立物体的封闭空间建立物体的封闭空间8161建立侧面A1、A2（方法同TRCE的建立相同）8162建立端面P1、P28163建立完成的图见1.12,点击文件菜单中的退出，确认保存后完成建模步骤。8二）二）定义材料定义材料92121在程序执行区域点击在程序执行区域点击按钮进入材料设置窗口按钮进入材料设置窗口9三）三）建立边界条件和定义源端口
3、建立边界条件和定义源端口103131确定边界条件（导线T确定边界条件（导线TRCERCE）103232确定边界条件（两个侧面）确定边界条件（两个侧面）103333确定端口（源确定端口（源P1P1P2）P2）103.3.1设置端口PPORTORT11（源）113.3.2设置负载（TERMINALS）113.3.3设置端口PPORTORT22（端）113.43.4查看边界、端口设置查看边界、端口设置12四）四）设置解算参数设置解算参数13五）解算五）解算155.15.1浏览解浏览解15六）数据的后期处理六）数据的后期处理166.16.1扩展模型的S参数（D扩展模型的S参数（DEE-EMBEDEMB
4、EDMMODELODELS-S-PARAMETERSPARAMETERS如果需要的话）如果需要的话）166.26.2计算T计算TERMIANNALERMIANNALS-S-PARAMETERSPARAMETERS（参数D_2）（参数D_2）176363求解端口阻抗参数求解端口阻抗参数176.46.4输出输出MAXWLLMAXWLLSSPICEPICE模型模型18HFSS实例简单微带线实例Poqi055HFSS在高速PCB设计中的应用之一3七）七）MAXWELL模型的路分析MAXWELL模型的路分析197171建立电路图建立电路图207272激励源的设置激励源的设置217373运行运行21747
5、4设置运行条件设置运行条件227575打印图形打印图形227.67.6打印结果打印结果23HFSS实例简单微带线实例Poqi055HFSS在高速PCB设计中的应用之一40.5英寸长微带线英寸长微带线HFSS分析题例分析题例本例题是一根微带线，长度0.5英寸；线宽7mil；线高1.58mil;介质FR4介质常数4.4;介质层高度4.33mil地线层高速1.38mil边界模型：1000mil20mil7.29mil与L2相似但是，将线上方的空间定义为层（还是100mil）进入图形剪辑界面首先确定单位定义了任何一个物体后一定注意要给建立的对象起名字，否则在后面的操作中，不太好区分。一）建模一）建模1
6、.1首先在Option中设置所需的单位本例设为：mil1.2建立地线层由于目前还不太清楚的原因，地线层不能建立，直接使用介质层的底面。但是作为建立平面的操作还是保留下来。所以实际第一步应从1.3建立介质层开始。由于目前还不太清楚的原因，地线层不能建立，直接使用介质层的底面。但是作为建立平面的操作还是保留下来。所以实际第一步应从1.3建立介质层开始。?设起始坐标：X0Y0Z0；选择主菜单中Line/Rectangle项（由于地线宽线高，可以用面代替体），屏幕左边出现图1的画面。然后点击Enter，进入下级栏目。图1.1确定地线原点坐标参数在此处设置好起始点点击EnterHFSS实例简单微带线实例
7、Poqi055HFSS在高速PCB设计中的应用之一5?在这个栏目中需要的操作（图1.2）:?首先需要确定物体建立的平面（选择XY平面）；?填入所建物体的（平面）尺寸：X1000；Y20?选中Covered（默认选项）?输入所建物体的名字Cu?为所建物体选择颜色后，键入Enter图1.2确定地线坐标参数键入Enter后在三个平面出现所建物体，图1.3是在XYZ面上且经过“着色”处理后的图形：图1.3底层Cu平面1.3建立介质层（为了显示方便从此步骤开始模型尺寸略有变化）同1.2中的方法，注意Z轴的起始坐标依然是0，因为Cu做的是一个平面。由于介质是一个“体”，所以在建立物体时，必须有Z轴增量。?
8、设置起始坐标：X0Y0Z0，选择主菜单中Solid/BOX项，或点击图标，出现图1.1,确定起始坐标后点击Enter，屏幕左边出现图1.4的画面(三维)。?由于选定BOX，自动出现X、Y、Z坐标选项?填入所建物体的尺寸：X500；Y100；Z4.00?选中CoveredCovered（默认选项）注1?输入所建物体的名字FR?为所建物体选择颜色后，键入Ente图1.4确定介质坐标参数XYZHFSS实例简单微带线实例Poqi055HFSS在高速PCB设计中的应用之一6图1.5是完成两种物体设置后的放大图形（YZ轴上的立体图）图1.51.4建立导线（面）?设置起始坐标：X0；Y46.5；Z4；选择主
9、菜单中Line/Rectangle项，出现图1.1,确定起始坐标后点击Enter，屏幕左边出现图1.6的画面。实际上，每当进行坐标设置的时候，设置的点会以闪烁的形式出现在相应的视图上，比如这个步骤，当设定起始点后，就出现右图，点的位置就是（0，6.5，4.33）,用这个特点可以随时观察坐标设置正确与否。（随计算机速度，画面出现的速度不同）?选定XY坐标选项?填入所建物体的尺寸：X1000；Y7；?选中Covered（默认选项）?输入所建物体的名字Trace?为所建物体选择颜色后，键入Enter图1.6确定导线坐标参数从主菜单File中选择Exit，在出现的提示栏中点击OK，完成建模操作。15建
10、立第二个介质层如果是带状线该层介质同样为FR4，且层厚根据实际需要确定。但是若为微带线，则该介质材料应选为空气，并且它的层厚要大大大于第一个介质层！151建立带状线的第二个介质层建立该层的方法可以使用1.3中的方法，也可以使用“复制”的方法，这样如果是仿真多层PCB会更加节省时间，复制既可以纵向，也可以横向。?首先点击主菜单的EditSelect，在物体列表框中选定需要复制的目标导线建立在XY面不要忘了起名HFSS实例简单微带线实例Poqi055HFSS在高速PCB设计中的应用之一7?点击主菜单的EditDuplicateAlongLine相出现图1.7该图为向量表示，X，Y，Z分别代表，在哪
11、一个轴的方向进行复制，由于我们现在需要再做一个介质层，所以选择Z方向，高度仍然为4mil，是为了保证于第一个面重合。点击Enter?后出现图1.8,询问建立几个拷贝，填入2，点击Enter完成第二层介质的建立图1.7拷贝方向图1.8拷贝数量图1.9带状线结构152建立微带线的第二个介质层由于前面提到的原因，空气介质层的厚度需要大大大于FR层的厚度，所以不能使用复制的方法，仍然使用建立FR层的方法：?设置起始坐标：X0，Y0，Z4Z4，选择主菜单中Solid/BOX项，或点击图标，出现图1.1,确定起始坐标后点击Enter。?由于选定BOX，自动出现X、Y、Z坐标选项?填入所建物体的尺寸：X50
12、0；Y100；Z196?选中Covered（默认选项）?输入所建物体的名字Air?为所建物体选择颜色后，键入Enter图1.10微带线结构此时完成了微带线结构的建立（图1.11）此层的下面必须与第一层的上面重合，所以为4导线以面的形式在两介质层中间因为起始Z坐标是4不是0HFSS实例简单微带线实例Poqi055HFSS在高速PCB设计中的应用之一8图1.11微带结构模型16建立物体的封闭空间HFSS要求为研究对象建立封闭空间由于本对象的顶面和地面分别是性质相同的介质面，所以进行封闭时，这两个面可以不作。对图1.11的物体，做四个面，侧面A1、A2；断面P1、P2且将这两个面将来作为端口。161
13、建立侧面A1、A2（方法同Trce的建立相同）?设置起始坐标：X0；Y0；Z0；选择主菜单中Line/Rectangle项，出现图1.1,确定起始坐标后点击Enter，屏幕左边出现图1.6的画面。?输入面的端点坐标（注意：侧面是做在XZ坐标面上的）X500；Z200?命名为A1，选择颜色后点击Enter，则建立了在物体的左侧面?用复制的方法在Y轴上选取位移向量100，建立第二个侧面A2162建立端面P1、P2?设置起始坐标：X500；Y0；Z0；选择主菜单中Line/Rectangle项，出现图1.1,确定起始坐标后点击Enter，屏幕左边出现图1.6的画面。?输入面的端点坐标（注意：端面是做
14、在YZ坐标面上的）Y100；Z200?命名为P1，选择颜色后点击Enter，则建立了在物体的前端面?用复制的方法在Y轴上选取位移向量500，建立后断面P2163建立完成的图见1.12,点击文件菜单中的退出，确认保存后完成建模步骤。HFSS实例简单微带线实例Poqi055HFSS在高速PCB设计中的应用之一9图1.12完成的建模（微带线）二）定义材料二）定义材料在HFSS中所有2D物体只被定义为边界，只有3D物体具有材料属性。此例，导线以及定义的封闭平面都是2D物体，所以在材料列表中只有介质层FR和空气的材料需要定义。21在程序执行区域点击按钮进入材料设置窗口?首先在objiect列表中选择FR
15、?在material列表中选定FR4_epoxy?点击Assign按钮完成设置?以同样的方法将Air材料定义为air，图2.1注意：每当为一个材料选定介质后，一定要点击Assign按钮确认完成后点击退出，并确认存盘完成材料设置步骤。图2.1材料定义此按钮是为了自定义材料时候使用的选定材料后一定要点击从按钮确认，确认后变成禁用状态，除非选择新的材料注注22HFSS实例简单微带线实例Poqi055HFSS在高速PCB设计中的应用之一10三）建立边界条件和定义源端口三）建立边界条件和定义源端口在程序执行区域点击按钮后进入边界条件和源定义界面。图3.1边界定义窗口菜单栏31确定边界条件（导线Trce）
16、选择Edit/Select/ByName命令：?选择类型：Objiect?选择目标：Trce并按下Done（图3.2）?选择边界：选择PerfectEPerfectE，输入名称Trce后(图3.3)，点击Assign确认。图3.2边界选择窗口图3.3导线边界定义32确定边界条件（两个侧面）与3.1相同在Edit/Select/Object中选择A1和A2两个面，将它们起名以后，在按钮的下拉列表中选定为“Radiation”，见下图图3.4电场边界定义33确定端口（源P1P2）图3.5端口特性在这里改名为TraceHFSS实例简单微带线实例Poqi055HFSS在高速PCB设计中的应用之一113.3.1设置端口Port1Port1（源）与3.1相同在Edit/Select/Object中选择P1面，起名port1以后，点击“源”单选按钮，并将类型按钮选择为“WavePort”图3.6源端口定义a)设置名称为“port1”b)定义为“源”属性c)类型选择“WavePort”(该下拉菜单中另一选项是缝隙特性,天线用)d)选中“DefineTerminals”e)选择“ViewTermin
