微带梳状线滤波器HFSS仿真参数模型手把手教建立步骤

今天无聊了，大致介绍一下HFSS参数模型建立，以梳状线滤波器为例吧，其实带抽头的微带线滤波器大致都是差不多的。最后声明下，这只是我这个业余爱好者随便写写的，有错请包涵指教，里面很多都是为了跳过滤波器计算，可能更适合初学者和我这样的业余爱好仿真的人。滤波器设计大致步骤如下：建模——仿真——优化——实物——调试。对于微带线滤波器来说，调试太TMD的麻烦了，需要经验丰富的人才能更好的完成，但利用HFSS建模仿真出来的，和实际的结果还是大致吻合的，这次我详细介绍下建模步骤吧。安装软件什么的不说了，打开软件后建立新工程，再建立新设计，在HFSS菜单中选择solutiontype中的Drivenmodal，这样就可以建模了。滤波器大部分都是轴对称的，所以一般就只需要建立一半，然后再对称复制就可以了，其步骤大致如下：首先建立微带线模型，在菜单栏中选择drawbox，然后在建模窗口中随便画一个长方体，如图所示：在属性窗口中双击图中位置将微带线设置成参数形式：参数赋值的话，随便就可以了，比如图中微带线长l=15mm，宽w1为0.8mm，但是微带线厚度一般是定了的，我一直用的是0.035mm的，可以不用改。然后建立第二根微带线，它与第一根微带线距离为s1：暂时定s1为0.5mm吧。其他的w2定义为0.8mm，微带线长度都是一样的均为l。同理建立第三根微带线，宽w3，距离第二根s2然后我们就可以建立抽头线模型了，如果希望模型好看些的话，一般使用drawline画出形状，然后生成模型。我们设置抽头线位置距离第三根微带线中轴lt，长为l0mm，画线如下：很显然，这是五段线组成的面，我们依次对五段线设置（属性窗口中双击线段设置），参数设置依次为：每段线两个点，最后一根线是不需要改动的，所以实际上只是定义五个点的坐标而已，最后得到抽头线面模型如下：需要注意，这只是一个面，而不是体模型，选中后右键，然后edit——sweep——alongvector，然后出来对话框，不管它，在HFSS右下角输入坐标，0,0,0然后回车，再次输入0,0,0.035，出来个弹窗，点击确定，这样就做成了抽头线模型。在属性窗口中点击模型（比如默认的box1）双击然后修改材料属性点击edit，找到材料（我使用铜（copper）），依次都这样修改。修改完成后全部选中，然后点击菜单中的镜像。在右下角输入坐标0,0,0，然后回车，再次输入坐标0,1,0，回车，得到模型如下：这下微带线模型建立完毕，可以画基板材料了。设置基板材料特性，和设置微带线一样，将基板材料找到（假如是5880），最后我们建立一个空气腔，作为仿真时的环境模拟。空气腔比基板大一些就可以了。对了，梳状线还有接地孔什么的，我忘记画了，在菜单栏中选择drawcylinder，画三个个圆柱，材料也是铜，其参数设置如下：最后和微带线一样将右边两个孔镜像到右边，最后我们在基板背面加上一个接地面，大小和基板一样厚度0.035的铜。这样我们的模型就基本上建立完成了，最后就是仿真条件的添加了：菜单栏中的drawrectangle，画一个面，然后设置如下：然后镜像得到对称面选中一个面，然后右键assignexcitation中的波端口，然后步骤如下设置：选择newline，在面上画一条位移线直到下一步完成，图样的道理，可以设置波端口二，完成端口设置。这样我们就可以设置仿真扫描了，在左边的projectmanager里面找到analysis右键点击add，再直接确认就可以了。然后再添加频率扫描。如图：假如你希望滤波器通带为4.8-5.2GHz,设置如下：这样就ok了，可以检验一下是否正确。当然了，这些参数其实都是随意设置的，如果想得到一个理想的滤波器，需要有一个大致的参数值，方法有很多，我个人觉得最简单无脑的就是用designer6仿真一个，可以参考我其他几篇总结文章，有详细步骤，这里就不多说了，比如我希望中心频率5GHz，带宽400MHz，仿真的大致参数在designer6中得到为：w1=1.27mm,l=10.75mm,w2=1.26mm,w3=1.1215mm,s1=0.313mm,s2=0.221mm,lt=2.5mm,w0=0.76mm,l0=5mm.这样仿真出来图形如下：可以看出，利用designer6设置的参数大致还是在较准确的范围内，这样就只需要小范围调整各参数，方便了设计。好了，其实这都是适合菜鸟级朋友的，我向初学者通过这样一个过程就可以很快学会HFSS建模仿真，当初我学习的时候也是这样做的，只两天就基本上会用了，希望更多的朋友觉得这是一篇有用的文章吧，更多交流或需要模型的菜鸟都可以联系落叶子了，大家共同提高吧。