7.8 HFSS Optimetrics 应用实例

    前面讲解了使用 Optimetrics 模块进行参数扫描分析、优化设计、调谐分析、灵敏度分析 和统计分析的相关知识，下面以一个微带线特征阻抗分析实例来讲解使用 Optimetrics 模块进行参数扫描分析、优化设计、调谐分析、灵敏度分析和统计分析的具体操作。

    假设微带线的宽度为 w，介质层的厚度为 h，介质的相对介电常数为er，根据理论分析可知，微带线的特征阻抗可由下式估算：

    这里使用 HFSS 来分析微带线的宽度和介质层的厚度对微带线特征阻抗的影响。本章主要是讲解 Optimetrics 模块的使用操作，因此对微带线模型的创建过程不做描述，读者请直接打开本书附带的HFSS 设计文件 Microstrip.hfss （设计文件的位置： DesignFiles/CH7/Microstrip.hfss），打开后的微带线模型如图7.14 所示。初始设计中，微带线材料为铜箔，厚度为35um（1 盎司），宽度为 1 mm；介质层使用 FR4 材料，介质层的厚度为 0.5 mm，空气腔的长、宽、高为 16 mm、10 mm、5 mm。选择模式驱动求解类型，空气腔的前后表面设置为波端口激励，求解频率设置为 1GHz。

    注： 读者可以直接从我们的网站下载与本书配套的 HFSS 设计文件，下载网址为http://www.mweda.com/eda/HFSS/eda_446.html 。

 图 7.14 微带线模型

    7.8.1 定义变量

    首先定义两个设计变量 width 和 height，分别用于表示微带线的宽度和介质层的厚度。

    从主菜单栏选择【HFSS】→【Design Properties】命令，如图 7.15 所示，打开如图 7.16 所示的“设计属性”对话框。单击“设计属性”对话框的按钮，打开图 7.17 所示的 “添加变量”对话框，添加设计变量。在图 7.17 所示对话框中，Name 项输入定义的变量名称， Value 项输入变量的初始值，然后单击 OK按钮，即可添加设计变量。分别添加变量 width （初始值为 1 mm）和变量 height（初始值为 0.5 mm）。

图 7.15 打开“设计属性”对话框的操作

图 7.16 “设计属性”对话框

图 7.17 “添加变量”对话框

    添加了变量 width 和 height 之后，把微带线的宽度用变量 width 表示，介质层的厚度用 变量 height 表示。因为微带线始终位于介质层正上方，同时为了让微带线始终位于介质层的中心位置，所以微带线起始点坐标也需要使用变量表示，起始点坐标设置为（8 mm， width/2，height）。

    在操作历史树中单击选中微带线 Microstrip 下的 CreateBox，则 在 HFSS 工作界面左下角的属性窗口会显示 Microstrip 模型的位置坐标和尺寸，如图 7.18 所示；把属性窗口Position 项的坐标值由（8，0.5，0.5）改为（8 mm，width/2，height），YSize 项的值由1 改为 width，即可设置微带线起始点坐标值为（8 mm，width/2，height）、宽度为变量width。同样的操作，在操作历史树中单击选中介质层 Substrate 下的 CreateBox，把属性窗口ZSize 项 的值由 0.5 改为 height，即可设置介质层的厚度为变量height。

图7.18 用变量表示微带线起始点坐标和微带线宽度

    变量定义和添加设置完成后，选择主菜单【File】→【Save As】命令，把工程另存为 MS_Var.hfss。