HFSS集总端口详解一LumpedPortHFSS集总端口详解一LumpedPortHFSS集总端口详解总所周知,在HFSS里面,集总端口是内部端口,相当于测试系统的内阻,通过测试系统给结构加入信号,因此使用者需要指定端口阻抗,端口阻抗设定为测试系统的内阻,以消除测试系统引入的阻抗匹配问题要讨论集总端口,我们可以从研究同轴电缆中的场开始同轴电缆是一个由介质分隔的内导体和外导体构成的波导在同轴电缆的工作频率内,它们将以横电磁(TEM)模式工作,意思是电场和磁场矢量在沿电缆传播的波方向不存在分量也就是说,电磁与磁场全部存在于截面平面内在HFSS里面,我们可以计算同轴电缆的这些场与阻抗,如同轴电缆模型所示上述同轴电缆问题存在一个解析解,结果显示,电场的下降与内外导体之间的1/r成正比因此,既然我们已经知道了电场在同轴电缆截面处的形状,就可以它设为一个集总端口这一条件的激励选项包括以下方式:通过线缆阻抗、施加电压与相位;或通过施加电流;或作为与外部定义电路的连接尽管存在这三个选项,电场总是会随1/r以一个代表(用户指定)输入和(未知)输出波之和的复数值而变化对于同轴电缆,我们需要在一个环形面上应用端口。
在其他情况下,我们也可以使用‘集总端口'边界条件‘集总端口'可用于如下几何:一个桥接两个导电面之间狭隙的表面假设电场在两个边界面之间大小均匀,软件自动计算‘集总端口'面的高度与宽度,它应当远小于周围材料中的波长‘集总端口'常用于激励带状线和共面波导集总端口'条件的另一项应用是模拟小型电气单元,例如着与微波电路连接的电阻、电容、或电感‘集总端口'可以用于指定模拟域内两个导电边界之间的有效阻抗还有一个附加的'集总RLC'边界条件,它的公式与'集总端口'相同,但有一个定制用户界面以及不同的后处理选项Wilkinson功率分配器示例可以很好的演示这一功能利用'集总端口'求解了模型的解之后,HFSS会自动后处理S参数,以及模型中每个‘集总端口'的阻抗,但仅支持计算TEM模型波导的阻抗也能计算非常接近TEM的结构中的近似阻抗一旦传播方向存在明显的电场或磁场,我们将不能使用‘集总端口'条件作为替代方案,我们可以使用‘波端口'边界条件HFSS集总端口创建方法,在电磁场集中的位置上作二维物体,信号线与地连接,做好的二维物体选中定义为集总端口,作积分线(必须),给定端口阻抗(必须)JXAIhflbt?盘汽販啊}fSi矽z曇垢年中fl舉堆砂量冬Bjn吐H|L碟硼惦号!师Pad祁GhB跖d也口IHFSS集总端口的应用注意事项,LumpedPort是内部端口,必须定义在周边有场存在的区域,集总端口的长和宽要远远小于波长,端口积分线的起点和终点必须和PerfectE或金属表面相接,集总端口的侧边是PerfectH,两个集总端口的边缘不能相接,可以和WavePort混合定义,仅能用于TEM模式或准TEM模式,不可用于波导等非TEM模式的传输线中,不能进行DeembedingRAD,大家用得最多的,HFSS里最先使用的界面。
1,运用这个边界时,一般要模型距离天线的边缘,为最低计算频率所对应电长度的0.25倍;2,RAD边界的吸收性能与入射角相关,当入射角大于40度时,吸收效果明显下降;3,辐射边界条件的网格密度对于天线辐射特性的计算精度有影响;4,定义辐射边界条件的面处积分得到远场辐射方向图,也可以自行定义计算远场时的积分面PML边界:1,运用这个边界时,一般要模型距离天线的边缘,为最低计算频率所对应电长度的0.05倍,可以良好的吸收但是求解远场方向图时,仍时0.25倍的电长度2,PML,可以实现真正的零反射,表示无限大的自由空间3,远场计算时,软件自动将PML的基准面定义为积分表面,以便得到远场图4可以替代RAD,计算更精确FE-BI专门针对大尺寸的开放结构仿真;对辐射体距离没有要求;能够完全吸收所有的入射波;与结构的共形性非常好;但是FEBI算法可以有效地降低计算机硬件资源;针对外部辐射空间采用IE求解,针对金属结构体采用FEM求解,大减少辐射区域的求解规模提升求解效率感谢阅读〜。