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HFSS集总端口详解—Lumped Port

05-08

HFSS集总端口详解—Lumped Port


HFSS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)


HFSS集总端口的应用注意事项

  • Lumped Port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Perfect E或金属表面相接
  • 集总端口的侧边是Perfect H,两个集总端口的边缘不能相接
  • 可以和Wave Port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Deembeding






         不错,总算知道了集总和波端口的一个区别。

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    不錯介紹的很清楚 還有wave port嗎?

    HFSS端口应用详解——Wave Port  :  http://bbs.rfeda.cn/read.php?tid=104077,可以看看这一贴

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    微波好贴,受教受教!

    HFSS full book 上有讲,lump port是存在一定电感的,deembbed可以去掉这种效应。在100G以上做过实验,deembedd确实有较大变化,但不能确定结果正确与否。
    另外,在厚度127um的5880板上单纯分析一根微带线,wave port和lump port结果差别较大,频率为140GHz。
    请教小编这种情况下不同端口仿真结果较大差异怎么回事?哪种结果更可靠?deembbed对于lump port去嵌有效果吗?
    谢谢!

    HFSS full book 上有讲,lump port是存在一定电感的,deembbed可以去掉这种效应。在100G以上做过实验,deembedd确实有较大变化,但不能确定结果正确与否。
    另外,在厚度127um的5880板上单纯分析一根微带线,wave port和lump port结果差别较大,频率为140GHz。
    请教小编这种情况下不同端口仿真结果较大差异怎么回事?哪种结果更可靠?deembbed对于lump port去嵌有效果吗?
    谢谢!

    学习学习啦。

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