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1、第三章基本技术在 IE3D 中，一个电路用一组多边形表示，而一个多边形用一组顶点表示。本章通过一个斜面转角的建立和分析过程，一步步的说明基本的编辑技巧。运行 MGRID前，建议先对要建立的电路做简单了解。首先应在电路中建立 x和 y坐标系，并标出每个顶点的 x 和 y 坐标，如果必要还要计算顶点间的距离。考虑一个复杂的电路时，尽量将电路分解成很多部分，尽量找出一个最小长度，这样其它长度都是这个最小长度的倍数，这个最小长度可以用作鼠标输入时的网格尺寸。上面的准备工作对电路的建立过程是有利的。第一节 长度单位、层参数和网格参数这里要建立一个顶视图如图 3.1 所示的斜面转角结构。作为默认值，在衬底
2、下面将有一个无穷大接地板，带有数字的小矩形是电路端口。如图 3.2 所示，可把这个电路分解成很多部分，并连接它们构成电路。多边形的互连将在下一章讨论，所以下面仍把这个斜面转角看作一个单个多边形来建立。建立x 和 y 坐标如图3.1 所示，最小长度是0.025mm，这样可将电路很好的填充到一个单元格为 0.025mm 的均匀网格中。而 IE3D 是一个基于非均匀网格的仿真器，这里引入均匀网格只是为了更加方便的用鼠标输入，在仿真该结构的网格化过程中将使用非均匀网格。图 3.1 一个斜面微带转角及参数第 1步第 2步在 ZELANDZELAND FOLDERFOLDER 中双击 MGRIDMGRID
3、 图标运行MGRIDMGRID，也可从ZelandZelandProgram ManagerProgram Manager 中运行相应图标 (ZPMZPM或 ZELAND.EXEZELAND.EXE)。从 FileFile 菜单中选择 NewNew。说明：在输入一个电路的多边形前，首先需要输入基本参数，基本参数包括长度单位、层参数、衬底参数、金属带参数和离散化参数。在 FileFile 菜单中选择 NewNew时， MGRIDMGRID 将自动提示设置基本参数(如图 3.3)。说明：基本参数包括 6组参数：(1) 注释：对整个结构的注释；(2)长度：长度单位及结构最小长度； (3) 线路图和网
4、格：线路图编辑的网格系统参数； (4)网格化参数； (5) 衬底层； (6) 金属带类型。图 3.2 斜面转角分割成三个多边形图 3.3 基本参数对话框图 3.4 图 3.3 列表框中功能键的含义第 3步对于这里的结构，使用“mm”作长度单位，并接受默认的最小长度。现在还没有定义线路图和网格，将在下一步定义线路图和网格参数。定义前需了解图 3.3中一些列表框上功能键的含义，这些键的含义如图 3.4所示。在图 3.3的 Layouts and GridsLayouts and Grids 列表框中选择 InsertInsert。反应：跳出编辑线路图和网格对话框 (如图 3.5)。说明：线路图参数
5、 “X-From”， “Y-From”， “X-To” 和“Y-To”不表示电路的小。在默认模式下，IE3D 的电路尺寸在 x 和 y 方向延伸到无穷远，线路图参数只定义编辑参考用的范围。默认网格尺寸 Grid Size=0.025mm，这将定义一个单元格为0.025mm 的均匀网格系统。用户必须理解这一网格系统只是用作几何结构的，并不能用来网格化及数值仿真。图 3.5 编辑线路图和网格对话框第 4步选择 OKOK 接受 Layout and GridLayout and Grid 的默认设置。反应：这个线路图和网格（ Layout and Grid）将被添加到线路图和网格列表框中。如有必要，
6、可在线路图和网格列表框中选择InsertInsert 添加更多的线路图和网格。在线路图编辑过程中可在一组线路图和网格中进行切换。设置网格化频率“Meshing Frequency (Fmax)”从 1 到 40 GHz，因为将把这个结构仿真到 40 GHz。保留“Cells per Wavelength (Ncell)”为 20。不选中自动边缘单元“Automatic Edge Cells”栏，它是用来提高准确度的，暂时不使用以实现更快的仿真。选中网格最优化“Meshing Optimization”栏，网格将实现最优化。说明：离散化频率越高，波长越短，电路也将更好的被离散化。高离散率意味着高
7、准确度，但其代价是仿真时间将大幅增加。很多人担心结构的网格化过程，因为一些电磁仿真器的仿真结果是与网格化过程密不可分的。 IE3D 是一个时域法仿真器，当使用 15-20个单元/波长并且在强耦合边缘使用小单元格时，仿真结果通常很稳定，第 12 章将把准确度作为一个专题进行讨论。IE3D 采用一个自动边缘单元方案“Automatic Edge Cells (AEC)”，AECAEC 可显著提高仿真准确度，它能为初学者提供完美结果。同样，启用 AECAEC 时仿真时间将更长。网格最优化用来消除网格化过程中建立的非常规单元，非常规单元是指长度很大但面积很小的单元，它们总是为数值分析带来麻烦，通常应激
8、活“Meshing Optimization”，除非不想让网格化过程改变手动建立的网格。一些用户可能困惑为什么不采用自适应网格化，经验表明，自适应网格化是不必要的，甚至会破坏一个 MOM 仿真。IE3D 采用一个非常稳定的 MOM算法，对于频响变化缓慢的结构，常规的非均匀网格化就足够好了；对于频响变化很快或者耦合强烈的结构，常规的非均匀网格化附加 AEC 将保证准确度；对于窄带结构，仿真的谐振频率可能会有0.1%偏差，并且很难消除这 0.1%的误差。然而，如果采用自适应网格化，将会得到一个不断反复永不停止的过程，因为 0.1%的谐振频率误差可能在一些频率点上使 S参数产生超过 10dB的差别。
9、无论怎样，自适应网格化能做到的，常规非均匀网格化和 AEC 都能做的更好，而IE3D中 AEC 不能做到的，自适应网格化也同样不能做到。如前所述，20 单元/波长通常就具有足够的准确度，但这一经验法则是针对3-3第 5步常规微波结构的，不适用于低频结构或特殊结构。对于数字电路，结构和波长相比太小，所以需要提高“ Fmax”以确保结构在网格化时不至于只分成为数不多的几个单元；对于 MIM 电容器，甚至要将强耦合板也网格化成理想单元以获得准确结果。 其要领是，在电流变化较快的地方需要增加更多单元。对于比波长小很多的结构，为获得高准确度的结构，需要做更好的网格化。第二节 衬底参数定义衬底参数包括介质
10、衬底层数量、介质顶面z 坐标、介质介电常数、导磁率和电导率，复介电常数、导磁率和电导率在仿真中得到。No.0 介质层被默认为接地板，这个无穷大接地板定义为一个具有很高电导率的衬底。No.0 衬底层上表面 z 坐标总等于 0 且不能改变，其它参数可据实际情况改变。例如，可定义 No.0 层电导率为 0从而移走默认接地板。可随意定义多少个介质层，并且至少在上半空间定义一个介质层，这就意味着一个结构中至少要有 2个介质层（包括 No.0层，也就是接地板）。当上半空间用一种单一介质填充时，可定义一个顶面 z 坐标非常大的介质层，例如 1.0e+10 mm 。定义介质层的实例可在附录 T中找到。MGRI
11、DMGRID 默认建立两层介质：No.0 是电导率 conductivity=4.9e+7s/m 的金质良导体，No.1层是空气，其上表面 z坐标 Ztop=1.0e+15 mm，也就是说整个上半空间填充满空气。要仿真的电路有三个介质层(包括接地板)：No.0 层为接地板，No.2 层是上半空间的空气，也可忽略不计，No.1介质板参数如下：Top Surface Z-CoordinateTop Surface Z-Coordinate， Ztop=0.1mm Ztop=0.1mm顶面 z坐标Real Part of PermittivityReal Part of Permittivity，
12、Re(EPSr)=12.9 Re(EPSr)=12.9介电常数的实部Loss Tangent of EPSr=0.0005 EPSrLoss Tangent of EPSr=0.0005 EPSr 损耗正切Real Part of PermeabilityReal Part of Permeability， Re(MUr)=1.0 Re(MUr)=1.0导磁率的实部Loss Tangent of MUr=0.0 MUrLoss Tangent of MUr=0.0 MUr 损耗正切Real Part of Conductivity=0.0s/mReal Part of Conductivity
13、=0.0s/m电导率的实部Imaginary Part of Conductivity=0.0s/mImaginary Part of Conductivity=0.0s/m电导率的虚部IE3D中有两种定义衬底损耗的方法： (1)定义介电常数的虚部 (或损耗正切) ；(2) 定义电导率。从理论上说，它们是可以互相转换的，定义如下：rc=r- j / ( 0)=r(1 - jtan)(3-1)其中r是实电导率， 是电导率， 是角频率， 0是自由空间复介电常数(8.86 10-12F/m)， tan是损耗正切。换句话说，有tan = -Im(rc) / Re(rc) = - j / ( 0r)(3
14、-2)损耗正切总是非负数，介电常数的虚部总是正数。在实际应用中，总是把 tan或看作是与随频率无关的量。然而从 (3-2)可以看出：当 tan与频率无关时，将与频率有关，反之亦然。为解决这一矛盾，定义 tan和如下：rc =r(1 - j tan)- j / ( 0)(3-3)用户必须理解这并不是 tan和的真实定义，这样作只是为了方便用户。如果用户想通过不依赖于频率的 tan来定义材料，应在 IE3D对话框中定义=0；如果想通过不依赖于频率的来定义材料，应在 IE3D 对话框中定义 tan。如果为 tan和都定义非 0 值，那么这两个值都不是参数实际值。要定义依赖于频率的tan或，最好办法是
15、为两变量都定义非 0 值。在不久将发布的版本中， 甚至将允许用户更加灵活的定义依赖于频率的 tan和。这里还显示了“Conductor Assumption Limit(CAL)”，此参数在 ParamParam 菜单中Optional ParameterOptional Parameter 中定义（附录 A）。在 IE3D内部，高电导率的介质被看作是不同于常规介质的，“CAL”用来判断哪一种介质将在 IE3D 中被看作高电导率介质。每一种介质通过一个“Cfactor”表示，如果一种介质的“Cfactor”超过了“CAL”，那么这种介质被看作高电导率介质。第 6步选择 SubstrateSub
16、strate LayersLayers 列表框上 InsertInsert(如图 3.3和图 3.4)，MGRID将提示建立一个新衬底层 (如图 3.6)。图 3.6 输入 No.1 衬底参数后的编辑衬底（Edit Substrate）对话框第 7步确定选择的是“ Normal”型，在对话框中输入No.1 衬底参数(如图 3.6)并选择OKOK。反应：No.1衬底层被建立并显示在列表框。说明：可为衬底选择“HTS II”型，后面讨论金属带的参数时解释“HTS II”。第三节 金属带参数定义下面定义结构中所用金属带的类型。对一般导体，印刷带参数包括带的厚度、介电常数、导磁率和电导率，至少要定义一
17、个金属带。在几何图形编辑中输入一个多边形时，这个多边形总被默认为是第一种类型的印刷金属带，为调整一个多边形的印刷带类型，可选取要改变印刷带类型的多边形，在 EditEdit 菜单中选择 Object PropertiesObject Properties项。也可为金属带类型定义“HTS I”、“HTS II”以及“薄膜电阻器 thin filmresistor”， “HTS I”和“HTS II”不表示不同类型的 HTS 材料，而是对 HTS 模式使用两个不同方程。要定义一个印刷带类型，选择列表框上的 InsertInsert，线路图编辑器将提示选择一个类型并定义其参数。如果想定义所有输入的多
18、边形并选取第二种印刷带，可删除默认的第一种印刷带类型，那么第二种印刷带类型将自动变为第一种印刷带类型。这个电路有一种印刷带类型， No.1 型印刷带参数如下，它和默认的 No.1 金属带相同：Strip thickness=0.002mmStrip thickness=0.002mm微带厚度Real part of permittivity=1.0Real part of permittivity=1.0介电常数的实部Imaginary part of permittivity=0.0Imaginary part of permittivity=0.0介电常数的虚部Real part of p
19、ermeability=1.0Real part of permeability=1.0导磁率的实部3-5第 8步Imaginary part of permeability=0.0Imaginary part of permeability=0.0导磁率的虚部Real part of conductivity=4.9e+7s/mReal part of conductivity=4.9e+7s/m电导率的实部Imaginary part of conductivity=0.0s/mImaginary part of conductivity=0.0s/m电导率的虚部在 Metallic St
20、rip TypesMetallic Strip Types列表框中双击 No.1 印刷带选中。反应：跳出编辑金属类型（ Edit Metallic Type）对话框并要求编辑参数(如图3.7)。图 3.7 输入 No.1 金属类型参数后的编辑金属类型（Edit Metallic Type）对话框第 9步不必改变参数因为这正是所需要的，选择 OKOK，MGRID 将在对话框中显示所有基本参数，因得到如图 3.8所示参数。第 10步选择 OKOK，MGRID将准备建立电路的多边形。图 3.8 定义了所有参数的基本参数对话框现在 MGRID中的线路图和网格已经完全表示出来了，蓝色矩形就是线路图，红色
21、小点是网格，红线是 x和 y坐标轴，其交点是原点(初始 x和 y可能不是 0)。用户应理解屏幕上蓝色矩形框并不表示电路边缘。对边界开路结构， IE3D 假定衬底和接地板（如果已定义）的边缘延伸到无穷远；对边界闭合结构，IE3D允许用户定义边界包围的范围。线路图上的蓝色矩形框只是为了告诉用户其电路所处位置，在电路和结构尺寸上没有任何意义。ParamParam 菜单中还有一些其它参数，不必在每次构造一个新结构时都更改OptionalOptionalParametersParameters的设置，将在以后对 IE3D更加熟悉后说明 Optional ParametersOptional Parame
22、ters。第四节 2D 多边形输入一个多边形通过一组顶点输入，MGRID 中有很多输入顶点的方法，最简单的方法就是用鼠标画出这些点，电路中存在一个很好的最小长度时鼠标输入简单且准确。好的最小长度意味着可以这个最小长度为网格尺寸，将电路很好的填入到一个均匀网格。和一些其它仿真器不同， IE3D 中线路图网格和仿真没有任何关系。小的线路图网格并不会减慢IE3D仿真，因为不必把一个结构填充到这个均匀网格。下面将用鼠标建立这个结构：第 11步在 EditEdit 菜单中选择 2D Input2D Input ，为“Z-coordinate”输入 0.1， 选择 OKOK 继续。反应：在层窗口中将看到黑
23、带移到“ No.2，0.1000(mm)”层，这意味着输入将是针对这一层的。说明：选择 EditEdit 菜单中的 2D Input2D Input 是改变输入层 z坐标的一般方法。实际上可点击层窗口中所示的一个颜色较淡的特定层，于是输入层 z坐标就转到了这一层。现在，可以逐点输入这个多边形。从图3.1 可知第一个顶点位于x=0.0mm和 y=0.1 mm，它在原点上方 4格并位于垂直轴上。第 12步将鼠标从原点上移 4格，将在右上方状态窗中看到 x=0，y=0.1，点击鼠标左键。说明：不必将鼠标恰好放到 x=0.0 mm 和 y=0.1mm 的网格点，只要鼠标距离网格点足够近，MGRID 将
24、自动把顶点放在网格点。移动鼠标可计算光标到一个参考点（例如原点）的网格数，不断查看状态窗中的相对位置。如果一个顶点被放到了一个不希望的网格点，可通过单击鼠标右键或在 InputInput 菜单中选择 DropDrop LastLastVerticeVertice 将其取消。要取消多个顶点，可不停点鼠标右键，也可在 InputInput 菜单中选择 Drop All VerticesDrop All Vertices。反应：图 3.1 的顶点被建立在 x=0.0mm 和 y=1.0mm，且在窗口中显示为一个小点，在这个顶点与鼠标光标之间有一条线也显示在窗口中。第 13步将鼠标由原点右移 4格，状
25、态窗中显示 x=0.1，y=0。点击鼠标左键输入顶点 2。反应：图 3.2的第 2个顶点被建立在 x=0.1mm，y=0.0mm，且在顶点 1和顶点 2之间建立了一个边。第 14步将鼠标从上一顶点右移 26格，状态窗显示 x =0.75，y=0，点击鼠标左键。反应：图 3.2 的顶点 3 被建立在 x=0.75mm，y=0.0mm，且在顶点 2 和顶点 3 间建立了一条边。第 15步将鼠标从上一顶点上移 3格，状态窗显示 x=0.75，y=0.075，点击鼠标左键。3-7反应：图 3.2 的顶点 4 被建立在 x=0.75mm，y=0.075mm，且在顶点 3 和顶点 4 间建立了一条边。第
26、16步将鼠标从上一顶点左移 27格，状态窗显示 x=0.075，y=0.075，点击鼠标左键。反应：图 3.2的顶点 5被建立在 x=0.075mm，y=0.075mm，并在顶点 4和顶点 5间建立了一条边。第 17步将鼠标从上个顶点上移 27格，状态窗显示 x=0.075，y=0.75，点击鼠标左键。反应：图 3.2 的顶点 6 被建立在 x=0.075mm，y=0.75mm，并在顶点 5 和顶点 6 间建立了一条边。第 18步将鼠标从上个顶点左移 3格，状态窗显示 x=0，y=0.75，点击鼠标左键。反应：图 3.2 的顶点 7 被建立在 x=0.0mm，y=0.75mm，并在顶点 6 和
27、顶点 7 之间建立一条边。说明：顶点 1 到 7 已经依次连接，但是它们还没有形成一个多边形。要构成一个多边形，还要连接顶点 1到 7。第 19步在 InputInput 菜单中选择 Form PolygonForm Polygon。说明：有很多构成多边形的方法，一种就是在InputInput 菜单中选择 FormForm PolygonPolygon项。也可在顶点 1 处输入一个顶点，无论这两个顶点距离多近，MGRID 将提示确定。如果 MGRID 不提示确定，那么很可能这个连接是无效的。第三个构成多边形的方法是双击鼠标左键。反应：一个多边形被建立并用颜色标志，这个多边形的颜色和层窗口中用z
28、=0.1标记的色带相同，说明此多边形位于 z=0.1mm的层。最后结果如图 3.9。图 3.9 输入的斜面转角多边形第五节 定义端口和显示网格第 19 步已完成了斜面转角的创建 ，现在要定义端口。如果一个结构上没有任何端口，那么仿真引擎将无法运行。端口在多边形的边上定义，有很多定义端口的方法。PortsPorts菜单中的 DefineDefine PortPort 命令允许用户选择一个边并在上面用鼠标单击；PortsPorts 菜单中的 PortPortforfor EdgeEdge GroupGroup 命令使用户可以选中一组边。实际上，尽管 DefineDefine PortPort 在一
29、些问题中更方便，Port for Edge GroupPort for Edge Group 用的更普遍，下面将在本例中使用 Define PortDefine Port。还有其它定义端口的方法，将在手册的后面讨论。第 20步在 PortPort 菜单中选择 Define PortDefine Port 项。反应：跳出定义断口类型的嵌入形式列表。说明：IE3D 中每个端口都和一个嵌入形式相联系，不同端口可能需要不同的嵌入形式，每一种嵌入形式只能解决某些类型的问题。为使 IE3D 更灵活，一共使用六种嵌入形式 ：(a) 微波集成电路扩展 ExtensionExtension forfor MMI
30、CMMIC； (b) 局部微波集成电路 Localized for MMICLocalized for MMIC；(c)波扩展 Extension for WavesExtension for Waves; (d) 垂直局部 VerticalVerticalLocalizedLocalized；(e)50波 50 Ohms for Waves50 Ohms for Waves；(f) 水平局部 Horizontal LocalizedHorizontal Localized。扩展嵌入形式包括 (a)、(c)和(e)，这些是最准确的，它们利用嵌入臂消除激励区内产生的高阶模。然而，它们需要附加扩展
31、空间。局部列表包括(b)、(d)和(f)，适用于没有端口扩展空间的高集成结构。 ExtensionExtension forfor MMICMMIC 是最灵活的扩展形式，它几乎可以用于任何情况，其准确度在高散射系统中可能会下降，将在第 12章讨论。对 100 微米厚的 GaAs 电路， ExtensionExtension forfor MMICMMIC 可用于低于 50GHz的微带结构。对于相同衬底的差动激励 (耦合微带线或 CPW)，无论衬底厚度怎样， ExtensionExtension forfor MMICMMIC 仍很准确，因为即使在很厚的衬底时差动激励结构也具有少的多的散射。Ex
32、tensionExtension forfor MMICMMIC 可用于差动激励、耦合端口和没有无穷大接地板的结构。ExtensionExtension forfor WavesWaves 在微带和带状线结构中最准确，但它和 Touchstone格式的 EEs 不兼容。其它五种形式和 Touchstone格式的 EEs 兼容。5050 OhmsOhms forforWavesWaves 对 MMIC 电路和滤波器设计是最好的，但它只适用于具有无穷大接地板的分离端口，不能用于差动激励和耦合端口，这就是为什么把ExtensionExtension forforMMICMMIC 作为默认值的原因。V
33、erticalVertical LocalizedLocalized 和 HorizontalHorizontal LocalizedLocalized 是特别灵活的局部形式，默认为差动端口。 VerticalVertical LocalizedLocalized 可完全代替 LocalizedLocalized forforMMICMMIC，但不易设置，为简便仍保留LocalizedLocalized forfor MMICMMIC，更多讨论见第 12章。第 21步选择 Extension for MMICExtension for MMIC，选择 OKOK 接受嵌入列表分支中默认的“3 c
34、ells”。反应：MGRID被设定为定义端口模式，默认端口扩展（或嵌入臂）长度为 3 个单元，也可在 ParamParam 菜单中的 Optional ParametersOptional Parameters 对话框改为其它值。 为提高准确度，可增加扩展单元数。研究发现， 3 个单元通常就可产生很好且稳定的结果，但也有例外。如端口的扩展长度（用灰色表示）不比微带到地面的距离明显的大很多，就要考虑定义更多的扩展单元。对于更高准确度的仿真，用户可提高网格化频率和每个波长的单元数，这将提高单元密度，仿真准确度通常会更高，但这也并不是一直都成立的。端口扩展是通过单元的数目来确定的，随单元的变小它也将
35、变短。为得到更高的准确度，还要增加扩展单元的数量第 22步将鼠标移到图 3.9中由顶点 6和顶点 7构成的边，单击鼠标左键。3-9反应：端口 1 被定义了，由顶点 6 和顶点 7 构成的边被加厚，边缘出现一个带有数字“1”的小矩形框。说明：端口定义是对层敏感的，如果2D 输入的层不对，MGRID 将不能找到边缘。如果看到“No edge is selected for the port”，很可能 2D 输入是在一个不同于 z=0.1mm的层，应在层窗口中点击 No.2(z=0.1mm)并重新选择边。第 23步把鼠标移到图 3.1中由顶点 3和顶点 4构成的边并点击鼠标左键。说明：定义了端口 1
36、 后，MGRID 仍然处于定义端口模式，如有必要可继续定义更多端口。反应：端口 2被定义，此时的结构将如图 3.10所示，只不过其中还没有网格。第 24步在 PortPort 菜单中选择 ExitExit PortPort 继续 2D2D InputInput 模式(也可以在工具栏选取定义端口的图标退出定义端口模式)。说明：定义完端口后退出 DefineDefine PortPort 模式是一个好习惯，否则 MGRID 将一直处于定义端口模式中，这样就不能再进行其它操作。第 25步在 FileFile 菜单中选择 SaveSave，输入“c c：ie3dpracticec_bend.geoie
37、3dpracticec_bend.geo”作为文件名。说明：用户在电路完成或未完成时都可保存电路的一部分，建议在建立大型电路时不断将改变存盘，这将避免数据的意外丢失。用户可能关心一个电路离散化后会是什么样子，或者想要把线路图和离散化电路作硬拷贝备份。第 26步在 ProcessProcess 菜单中选择 Display MeshingDisplay Meshing。说明：用户必须清楚，离散化过程总是在仿真引擎中完成。这里的网格化过程，只是为了让用户理解电路网格化后是什么样子，而并不是必须的一步。建议用户在进行网格化之前保存电路，网格化过程是一个递归过程，对大型结构，如内存不足，在网格化过程中可
38、能会因占用大量内存而出现内存问题。MGRID 9.0 为用户提供了更多关于几何图形的信息。图 3.10 显示网格 Display MeshingDisplay Meshing 中的自动网格化参数对话框反应：提示更改最高频率“Highest Frequency”和单元尺寸“ Cells per Wave-length”，自动化边缘单元“ Automatic Edge Cells”以及网格最优化“ MeshingOptimization” (如图 3.10) 。第 27步注意不要选中“Automatic Edge Cells”，此功能将在以后讨论。选择 OKOK 接受默认值。将会跳出一个窗口显示网
39、格化过程，结束后 MGRID 将提示在网格化过程中共创建了 21 个单元，并且单元最大尺寸为 0.142mm。选择 ContinueContinue，网格化后的结构如图 3.11所示。说明：和 AEC 一样，网格化的单元密度由 Fmax 和 Ncell 的乘积决定。如果用户要更改单元密度，可以更改二者中的任何一个，如它们的乘积不变，那么就会得到相同结果。如果用户选择了过大的 Fmax 和/或 Ncell，或者电路过大， 以至于估算的最小单元数目超过了警戒限制， MGRID 将发出警告，阻止这个因创建的单元数过多而无法结束的网格化过程。网格化完成后，网格化的结构将显示一次，要保存网格化视图直到几
40、何结构被更改，可选择保存网格化“Keep Meshing”。说明：从 IE3D9.0 起，内嵌臂的单元也一并显示。这里有 4 个单元而不是 3 个单元，因为在第 21 步中已指定，增加的一个单元留给馈源。正如所见，矩形单元用于规则区域，而三角单元用于非连续区。矩形单元的高效和三角形单元的灵活同时在 IE3D得到充分利用。如果用户想对网格化的结构作硬拷贝，可以在 FileFile 菜单中选择 PrintPrint，将结构从与电脑相连的打印机中打印出来，对于网格化后结构中的位图图形，用户可按下 ALT+PrtScrALT+PrtScr 把窗口抓屏到剪贴板中，然后可将其粘贴到附件中的绘图程序或者其它
41、的图形处理程序。3-11图 3.11 具有扩展端口的网格化结构图第六节 电磁仿真电路已经建立，下一步将完成电磁仿真，本节中说明如何设置仿真。第 28步在 ProcessProcess 菜单中选择 SimulateSimulate。反应：跳出仿真设置对话框 (见图 3.12)。说明：从 MGRID7.0 起，仿真设置在一个对话框完成，此前输入的数据将被保存，为此时的仿真所使用。仿真设置和最优化设置共用一个对话框。这里有一个“Capture”键，是用来捕捉以前仿真的频率点的，这些频率点保存在.sp(.spt，.s2p 或.spm)文件。此外还有一个键叫做 “Retrieve”，它使用户能从以前的仿
42、真输入文件(扩展名为.SIM)中重新找到仿真设置对话框中的多数数据，包括频率点和最优化目标（用于最优化）等。网格化参数非常重要，也可从这个对话框得到，同时还需为仿真输入频率点。时域方法仿真器如 IE3D 需对矩阵求解，在 IE3D，求解矩阵的时间是最重要的部分。针对不同目的使用多个矩阵处理器，默认矩阵处理器是高级对称矩阵处理器 Adv. Symmetric Matrix Solver (SMSi)，对阵矩阵处理器 SMSi和 SMS是用于一般目的且高效的矩阵处理器，且 SMSi 要比 SMS 快的多。然而，SMSi 矩阵处理器只能用于 Intel Pentium Pro，Pentium II，
43、Pentium III， Pentium 4和 AMDAthlon CPU，SMSi矩阵处理器在更早期的 CPU 中会受到破坏。如果尝试这个例子时出现故障，那么可以 100%的肯定电脑使用了更早期的 CPU，必须选用 SMS矩阵处理器。可在 ParamParam 菜单的 OptionalOptional ParametersParameters中定义默认矩阵处理器。关于矩阵处理器的更多讨论见第 12章。在多数情况下，用户对 s-(y-，z-)参数的频响感兴趣。如果为得到完全的频响而对结构进行仿真，那么总应激活自适应智能拟和 Adaptive Intelli-Fit (AIF)，AIF 是一个非
44、常高效且强大且准确的频响。然而，激活了 AIF 就不能激活保存电流分布文件 saving the current distribution file和计算辐射方向图 calculation of theradiation pattern，将在后面讨论。对天线的应用，当然对电流分布和辐射方向图感兴趣。对于那样的例子，将利用 AIF对结构在很多个频点上进行仿真。然后，对感兴趣的频率点例如谐振点，在不激活 AIF的条件下重新仿真。可在第二次的仿真中对特定的频率点激活保存电流分布和/或计算辐射方向图。对中小尺寸的结构， IE3D 仿真几乎是交互式的。可以在对话框的 Post-Processing 组中
45、选中自动调用AutoAuto InvokeInvoke 选项。仿真结束后IE3D 将调用MODUA 仿真器进行显示和后期处理。仿真设置之后有四个选项：(1)调用 IE3D“Invoke IE3D”；(2)只建立.SIM文件“Create .SIM file only”；(3)加入到队列“Append to Queue”(4) 调用网络版IE3D“Invoke IE3D for Net”。对交互式仿真或单个长仿真，可能会使用调用IE3D 选项，它将立刻调用仿真器完成仿真。第四个选项是针对网络版 IE3D 的计算的，为使用这样的功能，用户需要持有ZDS/ZDM license，将在后面讨论ZDS/
46、ZDM和网络分布 IE3D计算。这里有两个准确度选项：2D 仿真选项（快速ForFor SpeedSpeed 和准确 ForForAccuracyAccuracy），以及 3D 仿真选项（常规 NormalNormal 和准确 ForFor AccuracyAccuracy），它们通过 MGRID 自动设置，用户通常不能对其进行改动。 ForFor SpeedSpeed 一般用于自由空间中的结构，而 For AccuracyFor Accuracy 通常用于多层介质。对话框中其它参数用于调谐和最优化，两者都需用户定义一些最优化变量，将在使用调谐和最优化时进行介绍。第 29步在起始频率“Star
47、t Freq(GHz)”输入 0.5，截止频率“End Freq(GHz)”输入 40，频率数量“Number of Freq”输入 80，按回车键并在对话框中选择 ENTERENTER。反应：由 0.5到 40GHz 共输入了 80个频率点(如图 3.12)。说明：一些熟悉其它电磁仿真器的用户，可能不适应开始就定义这么多频率点。电磁仿真一般是一个消耗时间的过程，一些仿真器可能在每一个频率都消耗很长时间，对于 IE3D，不必对此担心。IE3D 是一个快速且准确的仿真器。AIF 可以使其最快，激活 AIF后可随便定义多少个频点，这不会减慢仿真过程。事实上，为了得到圆滑曲线，建议在频带内定义足够的
48、点。3-13图 3.12 MGRID 中的仿真设置对话框第 30步确定所有其它参数都如图 3.12所示，选择 OKOK 继续。反应：IE3D仿真引擎 (IE3D.EXE)被激活完成仿真(如图 3.13)。说明：仿真完成后，所有仿真数据保存到仿真输入文件： c c：ie3dpracticec_benie3dpracticec_bend.simd.sim，这个文件被用作调用 IE3D.EXE的命令行。当选择 OKOK，IE3D 仿真引擎 IE3D.EXE 被自动激活并完成仿真，其内部指令为：ie3d “c：ie3dpracticec_bend.sim”(3-4)必须使用双引号以防止路径名中空格引起
49、的模糊，从 IE3D9.0 起，IE3D 基于对话框形式，它为用户提供更多信息，且保留了早期版本 IE3D 控制台引擎的所有功能。现在要讨论仿真设置对话框中的 AfterAfter SetupSetup 选项，有三个选项：(1)调用IE3D“Invoke IE3D”；(2)只建立.SIM文件“Create .SIM File Only ”；(3)添加到队列“Append to Queue”(4)调用网络版 IE3D“Invoke IE3D for Net，如果选择调用 IE3D，IE3D 仿真引擎将立即被调用来完成仿真，如果选择只建立.SIM 文件，将创建（3-4）的.SIM 文件，但命令将不
50、会被执行。用户可以为一个新的结构使用一个新的仿真设置，然后写一个批处理文件(扩展名为 .bat)依次运行几个仿真。批处理文件的每一行都和 (3-4)相似，如没有为 IE3D 仿真引擎建立一个路径，还要在其中包含一个路径，IE3D.EXE 的默认文件夹为 c：programfileszelandexe，应把命令行写为：图 3.13 IE3D 仿真引擎对话框“c：program fileszelandexeie3d” “c：my_directorymy_sim_file.sim” (3-5)双引号是为了区别含有空格的文件名，在文件名中使用双引号总是安全的，反之，长文件名中的任何空格都会干扰操作系统
51、。第三个选项是加入到队列，基本来说新版本的IE3D 允许用户在 ZelandProgram Manager 中建立一个仿真队列。Zeland 仿真队列自动考虑仿真列表。这一功能使用户可对不同任务使用不同的 IE3D license 来使用网络中不同的机器，感兴趣的用户可阅读关于 Zeland Program Manager 的说明。要提交 Zeland仿真队列中的一个仿真很简单，必须定义所有参数，选择加入到队列，然后选择 OK。可能马上不会看到任何反应，但这个任务已添加到队列，它将通过使用该队列的任何一个 IE3D license运行。第四个选项是调用网络版 IE3D，用做分布式 IE3D 计
52、算和最优化，将在附录 Z中对分布计算进行讨论。图 3.14 频率响应的史密斯圆图第 31步在现代计算机中，IE3D 将在不足一秒的时间内结束仿真，并在 IE3D 仿真引擎对话框中显示所有信息(如图 3.13)。仿真结束后，MODUA 仿真器被自动调用并在史密斯圆图或其它表格中显示数据，这取决于 MODUA 的 ViewView 菜单中 OptionalOptionalViewView SettingSetting 的设置。图 3.14 为 MODUA 显示的史密斯圆图，请最小化或关闭MGRID窗口。3-15说明：IE3D 结束仿真后，把数据保存到文件：c：ie3dpracticec_bend.
53、sp，然后调用 MODUA 显示参数。如不想调用 MODUA，在第 29 步的仿真设置中，应不选中 Auto InvokeAuto Invoke。新用户可能会默认自动显示，下面演示怎样手动显示数据，这对理解 IE3D的功能很有帮助。对.sp和.log文件再做一些说明，.sp文件包含 HP/EEsof Touchstone 兼容格式的结果，但不必使用相同的扩展名 .s2p，因为把端口信息加入扩展名中很不方便。.log 文件包含仿真的中间数据，如果用户要在上面的仿真中检查一些中间数据，需要查看文件： c c：ie3dpracticec_bend.logie3dpracticec_bend.log。
54、遇到错误时，IE3D 引擎通常会提示，也可以查看.log 文件。如果.log 文件没有建立，就要打开命令提示行(startprogramscommand-prompt)并以（3-2）的形式在命令行中运行仿真器。中间信息将显示在命令提示行的窗口中，从 IE3D 8.0起，遇到错误时建立的.log文件将在写字板中打开。如果 MODUA 默认设置不是显示史密斯圆图，用户可能看不到史密斯圆图窗口，要更改 MODUA 默认显示设置，可以在 ViewView 菜单中选择 OptionalOptional ViewViewSettingsSettings。第七节 参数和曲线拟和的图形表示图形表示在示意图编辑
55、器 MODUA 中完成，上例中 MODUA 被激活完成显示功能。实际上这个过程可以手动完成，自动的方法可节省一些步骤，然而，为了解其中的细节，下面演示怎样手动使用集成电路仿真器 MODUA 处理数据。第 1步此时 MODUA 仍在显示数据，可将其关闭并从 ZELAND FOLDER 中重新运行MODUA，也可直接在 FileFile 菜单中选择 Display Parameter ModuleDisplay Parameter Module。第 2步反应：提示输入参数文件名。选择文件 c c：ie3dpracticec_bend.spie3dpracticec_bend.sp并单击 OKOK。
56、反应：MODUA 读取数据并在一个史密斯圆图中表示 S11，S21和 S22。说明：此图与图 3.14 相似，应是上节最后一步的结果。如在 MGRID 仿真对话框的 PostPost ProcessProcess 中选择 AutoAuto InvokeInvoke，IE3D将自动执行本节第 1步和第 2步。实际上，DisplayDisplay ParametersParameters ModuleModule 已是 MODUA 的一个简化命令。MODUA 是一个标准网络仿真器，允许用户使用 Add Parameters ModuleAdd Parameters Module 添加几何模块，以及
57、用 wholewhole ElementElement 菜单建立一个由不同单元组成的设计。于是，可建立一个包含 S 参数、IE3D 几何文件和集总元件的频域仿真。用 MODUA 显示 S 参数时，Display Parameter ModuleDisplay Parameter Module命令避免了冗长的设计设置过程。在史密斯圆图中显示 S 参数时，如需其它格式的频响，可在 ControlControl 菜单中选择 DefineDefine DisplayDisplay DataData 或 DefineDefine DisplayDisplay GraphGraph，要查看设计设置，可以在
58、ControlControl 菜单中选择 DisplayDisplay ToggleToggle。这个设计包括三个模块： c_bendc_bend 模块，port 1port 1 和 port 2port 2 模块。作为默认设置，用户选择 DisplayDisplay ParameterParameter ModuleModule 时显示的是史密斯圆图，如用户喜欢一个不同的默认值，也可以在ViewView 菜单中的 OptionalOptional ViewViewSettingsSettings 进行设置。在 FileFile 菜单中选择 Display Parameter ModuleDi
59、splay Parameter Module。第 3步说明：如果在仿真设置中没有激活自适应智能拟和“Adaptive Intelli-Fit (AIF)”，c c：ie3dpracticec_bend.spie3dpracticec_bend.sp 中的结果应和初始电磁仿真结果相同。因为选中了AIFAIF 激活键，c c：ie3dpracticec_bend.spie3dpracticec_bend.sp 的结果是通过一个专门的内插方式从c c：ie3dpracticec_bend.sptie3dpracticec_bend.spt获得的。激活 AIF 时 c_bend.sc_bend.sp
60、的结果是内插法结果，一些用户可能会对此怀疑，他们可能担心其准确度，建议这些用户不必担心。在实验室中已进行了大量的AIF 仿真实验，几乎 100%的 AIF 结果都和初始结果完美吻合，它可在一个很大的频带范围内，使用有限的几个频点捕捉多谐振天线和电路的细节。同样，大量用户每天都在使用 IE3D，还没有收到过失败报告。这里要提醒高性能窄带(如 0.5%)滤波器设计用户，对于这些应用，通带特性看上去正好是一个方波，通带内几乎是平坦的，并在一个很窄的频带内转入阻带。用户应在包含通带及其临近的范围内使用 AdaptiveAdaptive Intelli-FitIntelli-Fit。对这样的滤波器，如在
61、一个很大的频带内使用 AdaptiveAdaptive Intelli-FitIntelli-Fit，通带可以建立，但最终AIF将因数值仿真的字长有限而失败。MODUA 提示参数文件时请将文件格式由 ParameterParameter FilesFiles (*sp)(*sp)改为 ParameterParameterFiles (*.spt)Files (*.spt)，扩展名为.spt的文件被列出，选择 c c：ie3dpracticec_bend.sptie3dpracticec_bend.spt。反应：MODUA 给出 c c：ie3dpracticec_bend.sptie3dpra
62、cticec_bend.spt的频响。说明：这是初始电磁仿真结果，可看到和图 3.14相似的图形，但只有几个频点。在 ViewView 菜单中选择 GraphGraph ParametersParameters，确定选择了 DisplayDisplay FrequencyFrequency 且时间间隔（Interval）是 1(如图 3.15)。选择 OK继续。第 4步第 5步图 3.15 MODUA 的 ViewView 菜单中 Graph ParametersGraph Parameters对话框第 6步第 7步反应：史密斯圆图中的图线重新显示，并标记以下频点：0.5，3.5，8，10.5
63、，20.5，25.5，30.5和 40GHz。说明：电磁仿真只在这八个频率点上进行，所有其它频点值都是以内插替换的。在 ControlControl 菜单中选择 Define Display DataDefine Display Data，选择 OKOK 继续。反应：提示选择要显示的参数类型。在列表框选择“dB and Phase of S-ParametersdB and Phase of S-Parameters”并选择 OKOK。3-17第 8步反应：提示选择要显示的项。选择 4 个项：“dBS(1dBS(1，1)1)”，“ANGS(1ANGS(1，1 1)”，“dBS(2dBS(2，1
64、)1)”和 “ANGANGS(2S(2，1)1)”，并选 OKOK 继续。反应：所选项的频响将显示在 MODUA 窗口，所选频率的数据如表 3.1所示。表 3.1 c_bend.spt c_bend.spt的频率响应FreqGHz0.53.58.010.520.525.530.540.0第 9步dBS(1，1)ANGS(1，1)dBS(2，1)-50.9938.88-1.86E-2-38.1762.66-2.22E-2-32.3146.33-2.96E-2-31.0435.41-3.52E-2-34.54-5.95-7.13E-2-45.328.21-9.88E-2-39.2690.11-0.
65、125-40.5352.20-0.126在 FileFile 菜单中选择 PrintPrint，选择正确的打印驱动并选择 OKOK。ANGS(2，1)-2.374-16.59-37.95-49.86-97.99-122.4-146.9166.2反应：数据的硬拷贝被打印出来了。第 10步在 FileFile 菜单中选择 Save Displayed DataSave Displayed Data。反应：提示输入文件名，默认为“c_bend.lstc_bend.lst”。第 11步选择 OKOK 接受默认设置。反应：数据表将被保存到文件 c c：ie3dpracticec_bend.lstie3d
66、practicec_bend.lst，可以用编辑器打开。第 12步在 ControlControl 菜单中选择 Define Display GraphDefine Display Graph。反应：提示选择要显示的参数类型。第 13步在列表框中选择 “dB and Phase of S-ParametersdB and Phase of S-Parameters”并选择 OKOK。反应：提示选择要显示的项。第 14步选 4个项：“dBS(1,1)dBS(1,1)”,“ANGS(1,1)ANGS(1,1)”,“dBS(2,1)dBS(2,1)”和“ANGS(2, 1)ANGS(2, 1)”，并
67、选 OKOK 继续。反应：所选项的频响将在图中显示出来，可注意到图线不是很圆滑因为我们没有足够的频率点。第 15步在 ProcessProcess 菜单中选择 Curve-Fitting and InterpolationCurve-Fitting and Interpolation。反应：提示曲线拟和形式及内插频率间隔。说明：有三种可用曲线拟和形式：Cubic SplineCubic Spline，Intelli-FitIntelli-Fit和 General Intelli-fitGeneral Intelli-fit。Intelli-FitIntelli-Fit是一种老的内插法，不是很充
68、分。Cubic-SplineCubic-Spline 是一种很好的形式，但只在频点足够多时工作较好。GeneralGeneral Intelli-FitIntelli-Fit是和 IE3D中的 AdaptiveAdaptive Intelli-Intelli-FitFit 相同的形式，通常总是使用 General Intelli-FitGeneral Intelli-Fit形式。第 16步选择 GENERAL INTELLI-FITGENERAL INTELLI-FIT 并选 OKOK 继续。反应：提示内插频率。第 17步Start FrequencyStart Frequency 输入 “0
69、.5”， End Frequency End Frequency 输入 “40”， Number of Frequencies Number of Frequencies输入 “80” ，选择 ENTERENTER 并选 OKOK 继续。反应：图中曲线变的圆滑，和图 3.16 很相像。由图可见，只有标记了的频点被仿真，其它点由内插得到。 y 方向有两格，dBS(i,j)使用左边的格子，ANGS(i,j)使用右边的格子。第 18步在 ViewView 菜单中选择 Display Grid ToggleDisplay Grid Toggle。反应：显示在图形中时候存在网格间切换。第 19步在 Vi
70、ewView 菜单中选择 Design IdentificationDesign Identification。反应：提示输入设计特征。第 20步输入“curve-fittedcurve-fitted”并选择 OKOK。反应：设计标志“curve-fittedcurve-fitted”显示在显示图例中。3-19图 3.16 具有网格线的线性图第 21步在 FileFile 菜单中选择 Save S-ParametersSave S-Parameters。反应：提示更改默认文件名c c：ie3dpracticec_bend.spmie3dpracticec_bend.spm，有效数字及文件格式。
71、说明：IE3D 为 S 参数输出至少使用 10 个有效数字，这是为了保证仿真结果的准确性。一些其它仿真器可能不接受这么多有效数字，这种情况下，可以利用 FileFile菜单中的 DisplayDisplay ParameterParameter ModuleModule 和 SaveSave S-ParametersS-Parameters 转化到所需的正确值。IE3D仿真器使用 Touchstone 格式作为默认输出格式。Touchstone 格式和MIMICAD格式在端口很多时会有所不同。对 N端口的 MIMICAD格式 S参数文件， S(1，1)到 S(N，1)总在一条直线上，无论 N多
72、大。第 22步选择 OKOK 接受默认文件名。反应：曲线拟和数据被保存到文件 c c：ie3dpracticec_bend.spmie3dpracticec_bend.spm。说明：保存的结果是一个曲线拟和结果，它和 c_bend.spc_bend.sp 中的数据相同。第八节 在 MODUAMODUA 中用一幅图表示多个仿真第 23步在 FileFile 菜单中选择 Parameter File QueueParameter File Queue。说明：下面要把曲线拟和结果和原始结果作以比较。第 24步单击 AddAdd 键，选择 c_bend.sptc_bend.spt 并按 OKOK 继续
73、。反应：提示输入 Queue Module IDQueue Module ID。第 25步键入 “originaloriginal”并选择 OKOK。反应：文件 c_bend.sptc_bend.spt 被加入到队列中。第 26步选择 DisplayDisplay 键，这个键是 MODUA8.0 中新增的，它自动为用户调用 ViewView 菜单中的 Display QueueDisplay Queue 项。说明：在老版本中，为定义队列中要显示的项，需退出 Parameter File QueueParameter File Queue 并选择 ViewView 菜单中的 DisplayDis
74、play QueueQueue ItemsItems。ParameterParameter FileFile QueueQueue 对话框中的DisplayDisplay 键简化了这一过程。 在 Display Queue ItemsDisplay Queue Items 对话框中，也可看到 QueueQueueFilesFiles 键，它能直接转到 Parameter File QueueParameter File Queue对话框。第 27步在队列表中选择 c_bend.sptc_bend.spt 模式。反应：提示输入要显示的项。第 28步选择 4 个项：“dBS(1dBS(1，1)1)
75、”， “ANGS(1ANGS(1，1)1)”， “dBS(2dBS(2，1)1)”和“ANGS(2ANGS(2，1)1)”，选择 OKOK 继续。反应：共四项被加入到队列模块 c_bend.spc_bend.sp。第 29步选中“Display QueueDisplay Queue”将得到图 3.17，选择 OKOK 继续。图 3.17 MODUA 的 ViewView 菜单中显示队列项对话框反应：这些项和曲线拟和的结果同时显示如图 3.18所示。说明：正如图 3.18 中所示，曲线拟和的结果只在表 3.1 所列的频点上恰好与原始结构吻合，如仍怀疑 AIF的准确度 (或 MODUA 中的 Ge
76、neral Intelli-Fit)，可不选中 AIF再对相同结构进行仿真，将得到相同结果。图 3.18 原始结果和曲线拟和结果的比较3-21第 30步关闭 MODUA 窗口。第九节 利用 Automatic Edge Cells FeatureAutomatic Edge Cells Feature实现高准确度仿真可以断言，通过仿真几个频点，AIF方案就可在一个宽频带内产生“准确”结果。而所谓“准确”，并不是与实际测量结果或收敛数据比较是准确的。这里所谓的“准确”只说明 AIF 的结果和同条件下的实际仿真结果很好的吻合。至于仿真结果准确与否，需要做大量的实验和测量数据或收敛数据进行比较。在过
77、去的10 年中，已通过与测量数据比较或利用收敛研究对 IE3D 进行验证，并得到了用 IE3D 进行准确的电磁建模的不同规律。将在第 12 章中讨论提高准确度的不同方法，因为在理解这些方案之前用户要阅读更多的章节。本节介绍一个基于 AutomaticAutomatic EdgeEdge CellsCells (AEC)(AEC)的简单而高效的改善仿真准确度的方法，确实可使新手得到完美的结果。第 1步运行 MGRID，打开文件“c c：ie3dpracticec_bend.geoie3dpracticec_bend.geo”，在 FileFile 菜单中选择 SaveSaveAsAs 将结构保存
78、为 “c c：ie3dpracticec_bend3.geoie3dpracticec_bend3.geo”。第 2步在 ProcessProcess 菜单中选择 Display MeshingDisplay Meshing。第 3步说明：下面演示 AutomaticAutomatic EdgeEdge CellsCells 对网格化的影响，DisplayDisplay MeshingMeshing 过程不是仿真中必须的，只是为了演示网格化，否则可以直接到第 4步。反应：提示更改 FmaxFmax 和 NcellsNcells、AECAEC 以及 Meshing OptimizationMes
79、hing Optimization。选中 AutomaticAutomatic EdgeEdge CellsCells，输入 WidthWidth=0.01mm，选择 OKOK 继续。结构被重新网格化，这次将建立 69 个单元（不使用 AEC 时为 21 个），选择 ContinueContinue，AEC 网格化结果如图 3.19所示。说明：AECAEC 最重要也是最易混淆的参数是 WidthWidth，一些长时间的 IE3D 用户在决定 AEC 的边缘宽度时也可能会有困难。经验是，将其设为单元尺寸的10%左右。转角带的宽度是 0.075mm，且在横向网格化为一个单元，于是常规单元的尺寸约为
80、 0.075mm，实际上还要稍大一些。选择 Edge WidthWidth=0.01mm，约为单元尺寸的 10-15% 。图 3.19 利用 Automatic Edge Cells对转角进行网格化第 4步在 ProcessProcess 菜单中选择 SimulateSimulate。反应：跳出仿真设置对话框，第一次仿真中定义的所有频点还保存在这里，这是IE3D7.0 的新功能，仿真设置数据可被保存。AEC 仍是激活的因为上一次的网格化中是激活的。选择 OK 继续。反应：IE3D 仿真在 c_bend3.geo 运行，仿真在 2-3 内完成，仿真后 MODUA 被调用显示结果。在 Contro
81、lControl 菜单中选择DefineDefine DisplayDisplay GraphGraph，选择 “dBdB andand PhasePhase ofof S-S-ParametersParameters”，选择 OKOK 继续。选择 “dBS(1,dBS(1,1)”1)”，“AngS(1“AngS(1, ,1)”1)”， “dBS(2“dBS(2,1),1)”和 “AngS(2,AngS(2,1)”1)”, ,选择 OKOK 继续.反应：图形被显示。在 ViewView 菜单中选择 DesignDesign IdentificationIdentification，输入“3“3
82、-Cells-Cells”并选择 OKOK，设计 ID显示在符号列表中。在 FileFile 菜单中选择 ParameterParameter FileFile QueueQueue ，点击 AddAdd，选择 c_bend.spc_bend.sp 并选择OKOK 继续。反应：提示 Queue Module IDQueue Module ID。输入 “1-Cell1-Cell”并选择 OKOK 将文件加入队列，选择 OKOK 继续。第 5步第 6步第 7步第 8步第 9步反应：MODUA 窗口没有改变。第 10步在 ViewView 菜单中选择 DisplayDisplay QueueQueu
83、e ItemsItems，在队列表中选择 c_bend.spc_bend.sp，选择 4项： “dBdB S(1S(1，1)1)”，“ANGS(1ANGS(1，1)1)”，“dBS(2dBS(2，1)1)”和“ANGS(2ANGS(2，1)1)”，选择OKOK 继续。反应：共四项被加入到队列模块 c_bend.spc_bend.sp。第 11步选中“Display QueueDisplay Queue”并选择 OKOK 显示结果(如图 3.20)。3-23图 3.20 c_bend.spc_bend.sp和 c_bend3.spc_bend3.sp的比较说明：两仿真中的 S21 吻合很好，S1
84、1 间有一些差别，dBS11在30dB 范围内。希望 c_bend3.geo 的结果很准确，一些用户可能关心是不是可得到更准确的dBS11，他们可能想知道在横向使用 5 个单元的结果。可利用 EditEdit 菜单中 AddAddEdgeEdge VerticesVertices 将结构在横向网格化到 5 个单元，将在第 12 章讨论这一方案。c c：ie3dsamplesie3dsamples中的结构 c_bend5.geoc_bend5.geo 是其预处理的结果，有兴趣的用户可尝试在 c_bend5.geoc_bend5.geo 中将 AEC 边缘宽度定为 0.005mm。一般来说，c_b
85、end5.geoc_bend5.geo 将产生两个边缘单元。比较可知，c_bend3.spc_bend3.sp 与 c_bend5.spc_bend5.sp 的区别很小。对多数结构，一个边缘单元就足够好了，增加边缘单元将显著减慢仿真，特别是对大型结构。在每个边缘使用 1个边缘单元后，增加更多的边缘单元获得的准确度很小。第十节 建立斜面转角和其它路径结构的简单方法第 4 节和第 5 节中讨论了如何建立转角。基本来讲，MGRID 允许用户将这个转角看作一个 7 顶点多边形，对于这个 7 个顶点多边形，可不介意一个接一个输入顶点。然而，如果这个电路由很多转角组成，看成一个很多顶点组成的多边形将变的十
86、分繁琐。有更简单的方法完成这一过程，本节中对此进行讨论。第 1步运行 MGRID，打开文件“c c：ie3dpracticec_bend.geoie3dpracticec_bend.geo”。按住“Shift”键并且在 7边形上点击鼠标。反应：多边形被选中并变黑，状态窗显示“ Select Polygon Mode， use mouse toselect polygons in all layers”（选择多边形模式，用鼠标选择各层的多边形）。说明：在 IE3D 老版本中，默认模式为绘图模式，要选取多边形需首先在 EditEdit 菜单选择 SelectSelect PolygonPolygo
87、n(或 SelectSelect PolygonPolygon GroupGroup)。然后点击多边形选取这个多边形 (或在选择多边形组模式中用窗口选取) 。从 IE3D开始，这个选择过程更加简单，可通过按下 Shift键进入选择模式。下面重新建立这个转角，不必从 FileFile 菜单中 NewNew 命令开始， 如从 NewNew 开始，不得不重新输入所有基本参数。可以删除现存于c_bend.geoc_bend.geo 文件中的转角并重新建立。在 EditEdit 菜单中选择 DeleteDelete 删除多边形，等效于在工具栏中选择剪刀。反应：多边形被删除了。说明：现在可用其它方法重新输
88、入这个转角结构。这个转角可定义为三个顶点决定的路径，这三个顶点是：(0.0375，0.75)，(0.0375，0.0375)和(0.75， 0.0375)。如果只需输入这三个顶点 MGRID就可建立路径，这个过程就更加简单，MGRID确实具有这样的功能。必须认识到一点，那就是这三个顶点并不在线路图网格点，线路图原点在(x，y)=(0，0)，每个网格大小为 0.025mm。为使用鼠标输入，须定义一个所有顶点都正好位于网格点上的网格系统。MGRID 允许用户在 ParamParam 菜单中的 BasicBasicParametersParameters 的 LayoutsLayouts andan
89、d GridsGrids 部分定义更多网格系统。本节中向用户说明如何使用键盘输入作为另外一种方法，且能更快的输入不在网格点的顶点。在层窗口中点击色带“ 2，0.10000(mm)”，将 2D 输入移到 z= 0.1mm 层。在InputInput 菜单中选择 KeyKey inin AbsoluteAbsolute LocationLocation ，MGRID 将提示顶点的 x 和 y 坐标。输入 X-Coordinate=0.0375，按 TabTab 键切换到 y 坐标编辑控制，输入Y-Coordinate=0.75，然后回车(或选择 OKOK)。反应：第一个顶点在 (x，y)=(0.0
90、375，0.75)建立。按下 Shift+AShift+A。Shift+AShift+A 的意思是按下 ShiftShift 并按住不放，然后按下 A A 键，最后放开 ShiftShift 键。这和选择 InputInput 菜单中的 Key In AbsoluteKey In Absolute LocationLocation 是等效的。将被提示下一个顶点位置，上一顶点坐标被默认为坐标原点。确定x= 0.0375，然后按 TabTab 键将光标移到 y坐标的编辑区，输入 y= 0.0375，按 EnterEnter 键。反应：第二个顶点被建立在(x，y)=(0.0375，0.0375)。说
91、明：Shift+AShift+A 是 InputInput 菜单中 KeyKey InIn AbsoluteAbsolute LocationLocation 菜单项的快捷键，在该菜单项的右侧注明，可通过快捷键来到达这一菜单项。按 Shift+RShift+R。反应：提示输入下一顶点与上一顶点的偏移量。说明：下一顶点应位于(x，y)=(0.75，0.0375)，上一顶点在 (x，y)=(0.0375，0.0375)，所以偏移量为(dx，dy)=(0.7125，0)。输入 X-offset=0.7125以及 Y-offset=0.0，按 EnterEnter 确定。反应：第三个顶点建立在(x，y
92、)=(0.75，0.0375)。说明：第 2步第 3步第 5步第 6步第 7步3-25现在所作正如为多边形输入顶点一样，如果在InputInput 菜单中选择 FormFormPolygonPolygon，将建立一个三顶点的三角形。但这里并不是要建立三角形，而是要建立一个连接这三个顶点的路径。在 Adv. EditAdv. Edit 菜单中选择 Build PathBuild Path。输入 Path Width=0.075并选择 Path StylePath Style 为Smooth CornerSmooth Corner (默认值)，按 EnterEnter (或选择 OKOK) 继续。
93、反应：一个斜面转角被建立在 MGRID (如图 3.21)。说明：转角位置和第 4 节中相同，但转角处切除部分较少。这个转角是自动建立的，用户不能控制其细节。转角处的这个不同对结构的性能影响很小，可以置之不理。但如果想使其和第 4节中建立的完全相同，可将图 3.21中的顶点 1在 y方向移 0.025mm，顶点 2在 x方向移 0.025mm。第 8步图 3.21 用 Adv EditAdv Edit菜单中的 Build PathBuild Path 建立的斜面转角第 9步在默认的拖动模式下，按下“Shift”并只圈中图 3.21 中的顶点 1。一般来说，将鼠标移到顶点 1 的左上角，按住鼠标
94、左键将其拖到顶点 2 的右下角，然后放开鼠标左键。反应：顶点 1处出现一个小矩形标志，说明顶点 1被选中。说明：在比 9.0 老的版本中，在选中要选取的顶点前，必须在EditEdit 菜单中选择SelecctSelecct VerticesVertices 命令进入选择顶点模式。由 IE3D9.0 起，当处于默认的拖动模式时，用户可用 “Shift”直接切换到选择模式。对习惯旧命令格式的老用户，在这一步中也可用原来的方法选择顶点 1：在 EditEdit 菜单选择 SelectSelect VerticesVertices，然后只圈中图 3.21的顶点 1。第 10步按下“Shift”，按下鼠
95、标左键并移动，MGRID 自动进入 MoveMove ObjectsObjects (在 EditEdit菜单)模式。这也是 MGRID9.0 的一个新功能，在早期版本中，用户要移动选取的目标，必须在 EditEdit 菜单内选择 MoveMove ObjectsObjects。MoveMove ObjectsObjects 命令仍然可以使用，但这里用的新移动命令更加方便。把鼠标向上移动一些，松开鼠标及“Shift”键，事实上在按下鼠标左键后就可松开“Shift”键。反应：选中的顶点向上移动了一些，跳出“ Move Object Offset to Original”对话框并显示偏移量 (图
96、3.22) 。说明：MGRID 是一个很智能的线路图编辑器。多边形每个顶点的坐标是用双精度浮点数描述的，当使用移动和复制命令，需要保持精度。因此，在用户使用移动和复制命令时总是提示确认坐标，用户可以输入需要的值。实际上移动和复制命令有三种对齐模式：(1)对齐到顶点 Snap to Vertex；(2)对齐到边缘 Snap to Edge；(3)对齐到顶点 Snap to Vertex，默认对齐到顶点，要更改对齐模式，用户可在移动目标时按F4。如用户使用EditEdit 菜单中的 MoveMoveObjectsObjects 命令移动目标，不必一直按住鼠标左键，在这种情况下可在 EditEdit
97、 菜单中选择 ChangeChange SnappingSnapping(对应于 F4)改变对齐方式。在 MoveMove ObjectsObjects 模式下，用户也可通过单击鼠标右键或利用 InputInput 菜单中的 SetSet Moving ReferenceMoving Reference VertexVertex 改变移动的参考顶点，移动参考定点是在移动和复制命令中随光标移动的点。对现在的移动，顶点 1 附近没有顶点，所以不会对齐到任何顶点，但不必担心因为移动的偏移量已知：dx=0和 dy=0.025mm。图 3.22 目标相对原点的偏移量（Move Object Offset
98、 to Original）对话框第 11步输入 X-offsetX-offset=0以及 Y-offsetY-offset=0.025，按 EnterEnter 继续。说明：输入了偏移量值，将发现 AfterAfter MovedMoved 选项从“Objects Remain Selected”变为 “Objects De-selected”，这个选项使移动后的目标在进一步编辑中处于“仍然选定”或“不选定”状态。这里不必对顶点 1 作更多命令，所以接受默认设置 After MovedAfter Moved 的“Objects De-selected”。反应：顶点 1在 y方向移动的偏移量为
99、Y-offset=0.025，结果如图 3.23。第 12步按住“Shift”并只选中图 3.21的顶点 2 。按下“Shift”并点击鼠标左键用鼠标移动顶点 2。此时跳出 “Move Object Offset to Original”对话框，更改X-offsetX-offset=0.025和 Y-offsetY-offset=0，按 EnterEnter (或选择 OK) 继续。反应：顶点 2 移动的偏移量为(dx，dy)=(0.025，0)。MGRID 继续自动回到图形输入模式，因为 After MovAfter Mov 默认设置被改为了 Objects De-selectedObjec
100、ts De-selected。说明：第 14步后的图形正是要建立的转角 (图 3.24)，在第 4节中把这个转角作为一个单独多边形来建立，而这里利用 Build PathBuild Path 命令并移动顶点把它看作三个多边形。如采用相同的网格化方式，这两个结构的结果将相同。对于不同结构产生了不同网格的情况，由于仿真器的数值作用，不可能期望它们是相同的，毕竟数值错误是非常小的。3-27图 3.23 移动顶点 1 后 的转角形状图 3.24 顶点 2 移动到正确位置后的转角形状第 13步保存图形文件为 c_bend1.geoc_bend1.geo。还有另外一个更简单的建立斜面转角的方法，是利用EntityEntity 菜单中的 ChamferedChamferedBendBend，该项在附录 I中说明，有兴趣的用户可以尝试。用三个多边形建立这个结构时，需在这三个多边形之间进行“电”连接。用自动方法建立了这三个多边形，这样三个多边形之间的“电连接”就得到了保证，这个有保证的电连接在共同边缘中心处用红点表示 (如图 3.23 和 3.24)。在需要建立连接多边形的情况下，怎样才能保证它们之间的“电连接”呢？多边形连接或“电连接”是IE3D 中一个很重要的概念，将在下一章说明。
