IE3D中文手册第四章多边形互连和3D结构的创建

第四章多边形互连和3D结构的创建第3章中已经知道怎样在MGRID建立一个斜面转角并对其进行仿真，很多多边形并不能用一个单个的多边形描述，或者不能用一个单个多边形有效的描述，必须用多个多边形来描述，这些多边形必须连接到一起。对于大型电路的建立，可能会有一些输入错误，于是需要修改这些电路。在这样的情况下，将涉及到多边形互连、保存和打开已经存在的结构、删除多边形和端口。第一节多边形互连在IE3D中，只有当两个多边形共同边上的两个顶点完全匹配时，才认为多边形是互连的。否则，即使它们看上去是互连的也认为没有互连。互连和非互连多边形的区别如图4.1所示。在MGRID中，一条共用的边在边缘中心处用一红点标志。为了让用户更好的理解多边形的互连，下面说明互连多边形与非互连多边形的区别：图4.1多边形互连第1步运行MGRID并在File菜单中选择Open。第2步选择文件c：\ie3d\samples\connect.geo，并选择Ok继续。反应：几何图形文件c：\ie3d\samples\connect.geo被打开(见图4.3)。如图所见，三个多边形的共同边缘处有一些红点，用来标志这些多边形已在共同边缘处互连。多边形2的一些顶点不在网格点上，如前所述，这些网格点只是用来输入几何图形的。在IE3D中，所有不在网格点上的结构都能够进行很准确的仿真。说明：这是一个悬浮带状线结构，要查看怎样定义带状线结构的介质，有兴趣的用户可从Param菜单中选择BasicParameters。No.4，ztop=1e+15mil，Re(EPSr)=1，TanD(EPSr)=0，Re(MUr)=1，TanD(MUr)=0，Sigma=(4.9e+7，0)4-2No.3，ztop=22mil，Re(EPSr)=1，TanD(EPSr)=0，Re(MUr)=1，TanD(MUr)=0，Sigma=(0，0)No.2，ztop=12mil，Re(EPSr)=4，TanD(EPSr)=0，Re(MUr)=2，TanD(MUr)=0，Sigma=(0，0)No.1，ztop=10mil，Re(EPSr)=1，TanD(EPSr)=0，Re(MUr)=1，TanD(MUr)=0，Sigma=(0，0)No.0，ztop=0mil，Re(EPSr)=1，TanD(EPSr)=0，Re(MUr)=1TanD(MUr)=0，Sigma=(4.9e+7，0)横截面介质结构如图4.2所示：图4.2c：\ie3d\samples\connect.geo的介质结构图4.3c：\ie3d\samples\connect.geo中已互连的多边形第3步按下“Shift”键并在图4.3的多边形1单击鼠标左键。说明：这个命令和在Edit菜单中选择SelectPolygon是等效的，单击多边形1选中它。从MGRID9.0起，可以利用“Shift”键进入不同选择模式。反应：MGRID处于选择多边形模式并选取了多边形1，多边形1变成黑色。状态窗中显示“SelectPolygonMode，Sel.EditMenuitemstomanipulateobjects(Focusedonalllayers)”。“选取多边形模式，选择编辑菜单中的项对目标进行操作（针对所有层）”。第4步在AdvEdit菜单中选择CheckConnection。反应：图4.4中的另外两个多边形显示为灰色，说明这两个多边形被电连接到多4-3边形1，于是可以确定在这三个多边形间已建立了良好的电连接。图4.4黑色多边形是被选中的，灰色多边形被电连接到这个选中的多边形第二节多边形重叠的消除及操作重叠的多边形不能为IE3D仿真引擎所接受，它们被看作是非电连接的。一定要在头脑中牢记，只有当多边形具有共同的边缘时才被看作电连接的。不幸的是，很多机械的线路图编辑器没有IE3D中这样的连接概念，从其它线路图工具导入几何结构时经常出现重叠的多边形，在仿真之前需要清除这些重叠部分。图4.5c：\ie3d\samples\overlap.geo中重叠的多边形第1步在File菜单中选择Open并选择文件c：\ie3d\samples\overlap.geo，将演示一个多边形重叠的例子。反应：打开几何文件c：\ie3d\samples\overlap.geo的同时会出现一个警告：“OverlappedPolygonsEncountered”（遇到了重叠的多变形），事实上这里的4-4多边形2和多边形3重叠了，如图4.5所示。第2步选择OK接受多边形重叠的警告。第3步在AdvEdit菜单中选择CheckPolygonOverlapping，MGRID将提示遇到了重叠的多边形，选择OK继续。反应：图4.5中多边形2和3被显示为粉红色，说明它们互相重叠了。第4步在AdvEdit菜单中选择剪切重叠多边形CutOverlappedPolygons。反应：多边形2的重叠部分被剪切掉了，并且在多边形2和3间的边缘出现一个红点(见图4.6)，说明它们已互连了。图4.6执行完CutOverlappedPolygon命令后c：\ie3d\samples\overlap.geo的结构第5步在AdvEdit菜单中再选择CheckPolygonOverlapping，MGRID将报告没有多边形重叠。第6步在Edit菜单中选择Undo，这里要展示一个剪切重叠多边形的选项。反应：图形将恢复到图4.5所示的形状，多边形2和多边形3又重叠了。第7步按下“Shift”键并在图4.5中单击多边形2将其选中。说明：在第4步中选择CutOverlappedPolygons，允许MGRID以其方便的形式将重叠多边形剪切掉。如出现意外，MGRID选择剪切掉多边形2，假设不想要MGRID剪切多边形2，而是希望保留多边形2而剪切多边形3，应在选择CutOverlappingPolygons前选择不希望剪切的多边形。第8步在AdvEdit菜单中再次选择CutOverlappedPolygons。反应：多边形3被剪切并且与多边形2互连(如图4.7)，这里有三个红点，每个位4-5图4.7一个可选的剪切多边形重叠部分的方法于多边形2和多边形3的一条共同边上，说明两个多边形通过三条共同边互连。图4.8用CutOverlappedPolygon命令排列耦合带说明：一般来说，图4.7中的连接不如图4.6中的好。第7步和第8步只是为了说明在MGRID中构建结构时可能需要的一些功能，以后将偶尔用到这一灵活性。为检验对剪切重叠多边形灵活性的理解，图4.8给出了3条耦合带，需要把它们的左端排列到顶点1和顶点2确定的直线上，对MGRID很熟练的用户，可以很简单的利用多种方法完成这样的任务：(1)可选择每个端点的顶点把它们移动到由顶点1和顶点2确定的直线上。(2)可在EDIT菜单中选择DividePolygon，结合一些其它命令达到目的。(3)事实上，最快的方法之一是利用AdvEdit菜单中的CutOverlappedPolygons命令。可以画一个包含顶点1和顶点2的多边形，在图4.8中为一个由顶点1，2，3和4组成的矩形，在AdvEdit菜单中选择CutOverlappedPolygons，这三个带将被连接到矩形边缘，然后可选择矩形并将其删除，剩下的三个带将排列在顶点1和顶点2确定的直线上，感兴趣的用户可以实验一下。4-6第三节对齐、选择和移动顶点第1步下面介绍一些其它的非连接多边形，在File菜单中选择Open并选择文件c：\ie3d\samples\gap.geo。反应：文件c：\ie3d\samples\gap.geo中的结构被显示在图4.9，多边形1由顶点10，11，12和13组成，多边形2由顶点5，6，7，8和9组成，多边形3由顶点1，2，3和4组成。这里有两组匹配顶点：顶点8与10，顶点9和11。说明：顶点1和5被假定为匹配顶点，但它们之间有一个宽1mil的缝隙，有很多方法来连接这些多边形：一种是建立另一个多边形来填充这个缝隙，另一种是移动顶点5和6消除缝隙。首先演示第一种方法，困难的是顶点1并不在网格点上，问题是怎样找到这个顶点并在建立附加的多边形后确定电连接第2步在Input菜单中选择设置到最接近的顶点SettoClosestVertex。反应：MGRID处于SettoClosestVertex模式，显示在右上方的状态窗中。图4.9多边形2和多边形3之间有一个缝隙说明：下面将为顶点1建立匹配顶点，为了确保输入的顶点在需要的位置上，总是要使用Input菜单中的SettoClosestVertex。第3步在图4.9的顶点1处单击鼠标左键。反应：恰好在顶点1处建立了一个顶点，它和顶点1是匹配的。在MGRID7.X或更早期的版本中，MGRID将提示“CloseVertices”，而从MGRID8.0起，处于SetToClosestVertex模式时不再提醒靠近顶点。说明：不必恰好在顶点1处，只要光标接近顶点1并且2D输入层是位于顶点1所在的层，那么MGRID将自动把顶点建立在顶点1。第4步在顶点5单击鼠标左键为顶点5输入一个匹配顶点。4-7第5步在顶点6单击鼠标左键为顶点6输入一个匹配顶点。第6步按Shift+F键。说明：已经为填补缝隙的矩形建立了4个顶点中的三个，于是第4个顶点的位置是确定的，所以不必手动建立，只需告诉MGRID要建立的是一个矩形就可以了。Shift+F是Input菜单中建立矩形FormRectangle的快捷键，第6步和在Input菜单中选择FormRectangle是等效的。图4.10缝隙用小矩形填充后的结构反应：MGRID将建立第4个顶点，它将探测到假设的接近一个边缘的第4个顶点并提示是否将顶点连接到边缘。第7步选择Yes继续。一个矩形被创建填充缝隙，可看到连接多边形2和填充多边形(多边形4)间边上的红点，以及连接多边形4和多边形3的红点(见图4.10)。第8步按下“Shift”键，并圈中图4.10中的多边形2和4(填充多边形)选中它们。说明：所谓“圈取多边形”就是圈中多边形的所有顶点，并不圈中任何其它多边形的所有顶点，可圈中其它多边形的一些顶点，如果不是所有顶点被选中这些顶点便不会被选中，灰色矩形是建议的窗口尺寸。反应：多边形2和4被变成黑色或被选中。第9步在AdvEdit菜单中选择MergeSelectedPolygons。反应：多边形2和4被连接到一起得到图4.3所示图形。说明：从理论上，图4.3中的3个多边形和图4.10中的4个多边形描述相同的结构，但直到考虑最后的网格化结果，图4.3中3个多边形形式将创建更少单元，并不影响准确度，这是一个更好的选择。第10步在File菜单中选择SaveAs，保存文件为c：\ie3d\practice\fixed1.geo，到这一步4-8已经解决了电的非连续性并且将其保存到了一个新的文件。说明：上述过程是解决这一问题的方法之一，下面讨论更多技术。第11步再次打开c：\ie3d\samples\gap.geo，按下“Shift”键并圈中图4.9中的顶点5和6将其选中，注意不要选中顶点1，它和图4.9中的顶点5很接近。说明：下面通过以适当偏移量移动顶点5和6连接多边形2和多边形3。问题是该移动多少，当然应是顶点1和5间的距离，但得到这个距离需要3步。后面将讨论怎样测量顶点间的距离，问题是是否有一个快捷方法在不计算距离的情况下确定连接？答案是肯定的。图4.11拖动顶点时的图形第12步按下“Shift”键，按下鼠标左键并拖动，MGRID自动设置到MoveObjects模式，这和在Edit菜单中选择MoveObjects是等效的，除了使用“Shift”键时必须按下鼠标左键才能拖动。反应：多边形2的形状随鼠标光标的移动而改变。(见图4.11)。说明：移动对象时，应该注意两点：(1)移动参考点；(2)状态窗。已选择了顶点5和顶点6，在所有选取的顶点中，其中一个将被选作移动参考点，也就是跟随鼠标光标的点。对现在的问题，顶点5是移动参考点，这正是实际上需要的，因为要连