HFSS環(huán)形定向耦合器設計實例

1、 專業(yè) 通信工程專業(yè) 學號 姓名 實驗二：環(huán)形定向耦合器仿真場分析實驗目的：掌握帶狀線的設置、理解和分析環(huán)形定向耦合器的結構和原理。實驗內(nèi)容：利用HFSS軟件設計一個環(huán)形定向耦合器，此環(huán)形耦合器使用帶狀線結構。耦合器的工作頻率為4GHz，帶狀線介質層厚度為2.286mm，介質材料的相對介電常數(shù)和損耗正切分別為2.33和0.000429；帶狀線的金屬層位于介質層的中央；端口負載皆為標準的50。實驗原理：此環(huán)形耦合器使用帶狀線結構，HFSS工程可以采用終端驅動求解類型。4個端口都與背景相接觸，所以采用波端口激勵，且端口負載阻抗設置為50歐姆。為了簡化建模操作以及節(jié)省計算時間，帶狀線的金屬層使用理想

2、薄導體來實現(xiàn)，即通過創(chuàng)建二維平面然后給二維平面指定理想導體邊界條件來模擬帶狀線的金屬層；帶狀線的金屬層位于介質層的中央。在 HFSS 中，與背景相接觸的表面會自動設置為理想導體邊界，因此帶狀線上下兩邊的參考地無須額外指定，直接使用默認的理想導體邊界即可。實驗步驟及結果：一、新建工程設置1. 插入HFSS設計2. 設置求解類型 3. 設置默認的長度單位從主菜單欄選擇【Modeler】【Units】命令4. 建模相關選項設置（使得建立三維模型之后彈出屬性窗口）從主菜單欄中選擇【Tools】【Options】【Modeler Options】5. 定義變量 length從主菜單欄中選擇【HFSS】【

3、Design Properties】命令點擊Add按圖填入相應的值然后點擊OK點擊確定6. 添加新材料從主菜單欄中選擇【Tools】【Edit Configured Libraries】【Materials】命令點擊按圖填入相應的值，然后點擊ok選擇My_Sub，點擊確定，就把My_Sub設置成默認的選用材料7. 創(chuàng)建帶狀線介質層模型隨便設置一個圓 , 按圖輸入，創(chuàng)建一個正六邊形柱體，點擊OK 跳出屬性界面，按圖輸入，點擊確定縮放到合適的大小，可以得到下圖 8. 創(chuàng)建帶狀線金屬層模型隨便畫一個矩形，按下圖設置屬性雙擊,打開矩形屬性界面,按下圖設置屬性，然后點擊確定 單擊選擇Trace 單擊Du

4、plicate Around Axis按下圖設置，然后點擊OK,就可復制粘貼Trace，跳出界面，直接點擊確定這樣就復制粘貼創(chuàng)建成功,隨便畫一個畫圓，按圖選擇及設置屬性，點擊確定合并，按住ctrl,依次選擇Trace, Trace1, Trace2, Trace3,Outer，點擊Unite得到下圖減去，隨便畫一個圓，按下圖設置屬性按下ctrl依次選擇Trace和Circle1,點擊Subtract點擊OK,得到下圖9設置環(huán)形帶狀線 Trace 為理想導體邊界,直接點擊OK10設置耦合器四個端口為波端口激勵,按下F鍵進入面選模式選擇這個面，右鍵進行下面操作按左圖修改屬性，點擊OK按圖上順序依次

5、對其他三個端口進行同樣操作。就可以得到下圖 右鍵，選擇，將名字改為下方名字因為系統(tǒng)本身就設定端口阻抗為 50，因此不需要再進行操作修改。11. 單頻求解設置按下圖設置屬性12. 掃頻設置 按下圖設置屬性12.檢查并運行點擊Close13. 查看 S 參數(shù)掃頻結果右鍵單擊工程樹下的 Results 節(jié)點，在彈出菜單中選擇【Create Terminal Solution Data Report】 【Rectangular Plot】命令，打開“結果報告設置”對話框。按下圖選擇，然后點擊查看生成結果報告14. 查看 4GHz 頻點的 S 矩陣右鍵單擊工程樹下的 Results 節(jié)點，從彈出菜單中選擇【Solution Data】命令，打開如圖 9.25 所 示的求解結果顯示窗口。按下圖設置屬性：實驗感想： 有了之前對HFSS的學習，這次的實驗做起來比較順手，也知道了要注意的地方。由于這個實驗中要畫出積分線，開始的時候沒有掌握住技巧。