福建省精品课程

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1、福建省精品课程HFSS简介MicrowaveandPhotonTechnologyDec2008经过二十多年的发展，HFSS以其无以伦比的仿真精度和可靠性，快捷的仿真速度，方便易用的操作界面，稳定成熟的自适应网格剖分技术使其成为高频结构设计的首选工具和行业标准，已经广泛地应用于航空、航天、电子、半导体、计算机、通信等多个领域，帮助工程师们高效地设计各种高频结构，包括：射频和微波部件、天线和天线阵及天线罩，高速互连结构、电真空器件，研究目标特性和系统/部件的电磁兼容/电磁干扰特性，从而降低设计成本，减少设计周期，增强竞争力。射频和微波器件设计HFSS能够快速精确地计算各种射频/微波部件

2、的电磁特性，得到S参数、传播特性、高功率击穿特性，优化部件的性能指标，并进行荣差分析，帮助工程师们快速完成设计并把握各类器件的电磁特性，包括：波导器件、滤波器、转换器、耦合器、功率分配/和成器，铁氧体环行器和隔离器、腔体等。电真空器件设计在电真空器件如行波管、速调管、回旋管设计中，HFSS本征模式求解器结合周期性边界条件，能够准确地方针器件的色散特性，得到归一化相速与频率关系，以及结构中的电磁场分布，包括H场和E场，为这类器件的设计提供了强有力的设计手段。天线、天线罩及天线阵设计仿真HFSS可为天线及其系统设计提供全面的仿真功能，精确方针计算天线的各种性能，包括二维、三维远场/近场辐

3、射方向图、天线增益、轴比、半功率波瓣宽度、内部电磁场分布、天线阻抗、电压驻波比、S参数等。高速互连结构设计随着频率的不断提高和信息传输速度的不断提高，互连结构的寄生效应对整个系统的性能影响已经成为制约设计成功的关键因素。MMIC、RFIC、或高速数字系统需要精确的互联结构特性分析参数抽取、HFSS能够自动和精确地提取高速互联结构、片上无源不见及版图寄生效应。光电器件仿真设计HFSS的应用频率能够达到光波波段、精确仿真光电器件的特性。HFSS设计微带天线设计第一步利用软件自带的绘图工具，绘制出我们想要设计的天线结构（立体）。微带天线的3D结构图平面微带天线的投影底面结构通常为了能获

4、得天线的圆极化特性，可以通过将微带边缘切角实现。绘制好几何结构后我们需要给GPS微带天线赋予基本参数（假定）：①介质板厚度:2mm,②介电常数:2.2,③大小:100mm×100mm④工作频率:1.59GHz⑤50欧同轴线馈电首先根据经验公式计算出天线的基本参数，便于下一步建立模型。如贴片单元长度、宽度（正方形贴片长宽相等）、馈电点位置，分离单元长度等。下面是经HFSS分析后选择的一组参数：⒈频率：1.59GHZ⒉贴片单元长度：63.52mm⒊馈电点位置：12.29mm⒋分离单元长度：5mm我们画出基板50mm×50mm×2mm的基板。并将这部分命名为substrate。3D微带天

5、线基本尺寸、中心位置的确定设定天线的材质：天线基地特性的设置为了便于设计过程的监控，介电常数设置为比较醒目的颜色和transparent适当的透明度。设置好介电特性后的微带天线利用和前面完全类似的方法，可以方便地画出贴片结构。具体步骤如下：⑴在基板上画出边长65mm（假设用公式算出的是这么多）的正方形。⑵起名为patch,颜色选绿色，透明度设为0.5。具体操作方式如下：1、用画线条工具，画三线段，坐标分别是“0.5.0”,“5.0.0”,“0.0.0”。创建线条的对话框2、移动三角形，选中polyline1,选菜旦里editArrangemove,先确定坐标原点或任一点为基准

6、点，将三角形移动到左上角和贴片边沿齐平。3、复制三角形，选中polyline1,选菜单里editarrangeduplicatearoundaxis,相对坐标轴复制，角度换成180，然后在右下角就出现了相对称的另一个三角形。绘制金属贴片4、从patch上切掉对角上的分离单元polyline1和polyline_1，选中patch、polyline1和polyline1_1，选菜单里3DmodelerBooleanSubtract，把polyline1和polyline1_1从patch上切掉。切角后显示的对话框先在介质板底面画一个100mm×100mm的正方形作为导电地板。起

7、名为ground。我们采用同轴线馈电，有两种建模方法：1、在馈电点画一0.5mm的铜柱代表同轴线内导体，起名为feed；2、在介质板底面馈电点处画一1.5mm的圆，起名为port；3、复制port为port1,复制feed为feed1；4、复选port和feed1，执行菜单里3D；ModelerBooleanSubtract，使port成为一个内径0.5mm外径1.5mm的圆环；5、复选ground和port1,执行菜单里3D