7.8.6 HFSS 統計分析舉例

    統計分析就是利用統計學的觀點來研究設計參數容差對設計結果的影響。從前面的優化 分析一節我們知道，在 width = 0.806 mm，height = 0.5 mm 時微帶線的特征阻抗約為 50歐姆； 因為制造工藝水平的限制，實際生產的微帶線電路板總會存在一定的誤差，因此實際生產的微帶線的特征阻抗也就隨之存在一定的誤差。這里，假設 width 和 height 制造誤差為±10%， 且均勻分布，分析此時微帶線特征阻抗的分布情況。

    從主菜單欄選擇【File】→【Open】命令，打開 7.8.1 節保存的 HFSS 工程文件 MS_Var.hfss； 然后從主菜單欄選擇【File】→【 Save As】命令，把該工程另存為 MS_Stat.hfss。 和 Optimetrics 模塊的其他分析功能一樣，執行統計分析功能前需要添加用于統計分析的變量。

    1．添加統計分析變量

    從主菜單欄選擇【HFSS】→【Design Properties】命令，打開如圖 7.39 所示的設計屬性對話框。在該對話框中，選中Statistics 單選按鈕；在變量列表中，勾選變量 width 和 height 對應的 Include 復選框，選中該復選框表示該變量可用于統計分析，反之則不可以用于統計分 析；Distribution 項是設置變量對應的統計分布類型，有高斯分布（Gaussian）、均勻分布 （Uniform）、對數正態分布（Lognormal）和用戶自定義分布（User Defined）4 種類型可供選擇，這里選擇均勻分布；Distribution Criteria 項是設置統計分布參數，該參數和選擇的分布類型有關。

圖 7.39 添加統計分析變量

    單擊此處可以打開如圖 7.40 所示的 Edit Distribution 對話框，設置分布參數，對于變量 width，設置均值（Mean）為 0.806 mm、容差（Tolerance）為 10%，對于變量 height，設置 均值為 0.5 mm、容差為 10%。

圖 7.40 設置分布參數

    最后單擊確定按鈕退出設計屬性對話框，完成添加統計分析變量的操作。

    2．添加統計分析設置

    右鍵單擊工程樹下的 Optimetrics 節點，從彈出的菜單中選擇【Add】→【Statistical】命令，打開統計分析設置對話框，如圖 7.41 所示。在該對話框中，①處的 Maximum 項用 于設置統計分析的迭代計算次數，達到該次數后統計分析終止，這里取默認值 50；在②處單 擊 Setup Calculations.按鈕，打開與本章 7.8.3 節圖 7.26 一樣的對話框，使用相同的操作添加特征阻抗函數 mag(Zo(Port1))到圖示的③處，作為統計分析結果函數。 

圖 7.41 添加統計分析設置的操作 

    然后單擊對話框的 Variables 選項卡，設置變量 width 和 height 的 Starting Value 的值分別 為 0.806 mm 和 0.5 mm。單擊確定按鈕，完成統計分析設置。此時，默認的統計分析設置名稱 StatisticalSetup1 會自動添加到工程樹的 Optimetrics 節點下。 

    3．運行統計分析

    單擊工具欄的按鈕，檢查設計的完整性以及設計中是否存在錯誤，如果設計完整且正確，即可運行統計分析。

    展開工程樹下的 Optimetrics 節點，右鍵單擊 Optimetrics 節點下的 StatisticalSetup1 項， 從彈出菜單中選擇【Analyze】命令，開始運行統計分析。

    4．查看結果

    統計分析完成后，右鍵單擊工程樹 Optimetrics 節點下的 StatisticalSetup1 項，從彈出菜單 中選擇【View Analyze Result…】命令，即可打開圖 7.42 所示的 Post Analysis Display 對話框， 顯示微帶線特征阻抗的統計分布直方圖。

圖 7.42 查看統計分析結果

    5．保存設計

    統計分析完成后，單擊工具欄的按鈕，保存設計；然后從主菜單欄選擇【File】→【Close】 命令，關閉當前工程設計。