HFSS和Designer協(xié)同仿真之Combline濾波器設(shè)計(jì)

    在對(duì)于圖 3 (b) 中的結(jié)構(gòu)完成了以上的建模工作后，我們將設(shè)置兩個(gè)Waveport。 Waveport1 是一個(gè)典型的同軸端口，定義方法如下所示，圖中的積分線從同軸端口截面的內(nèi)徑指向外徑，可作為S 參數(shù)的參考0 相位。在 HFSSv11 中，即便是同軸端口的填充介質(zhì)的材料特性和尺寸也可以作為變量傳遞到Ansoft Designer，從而完全實(shí)現(xiàn)濾波器的參數(shù)化設(shè)計(jì)。

    Waveport2 可看作一個(gè)單脊波導(dǎo)的截面。對(duì)于這種端口，我們至少需要求解主模和兩個(gè)消逝模式才能得到足夠精度的結(jié)果。我們知道，每個(gè)waveport 都可看作傳輸線的橫截面，HFSS 在計(jì)算端口特征阻抗時(shí)有三種方式：Zpi、Zpv 和 Zvi（詳見onlinehelp），使用者可以根據(jù)不同的傳輸線類型選擇相應(yīng)的端口阻抗的歸一化計(jì)算方式。這里我們可以選擇Zpv 方 式計(jì)算端口阻抗，并且對(duì)于每種傳輸模式定義積分線表明該模式的最大電場(chǎng)方向。

 

 

    從仿真結(jié)果來看，waveport2 的 Mode 3 與 waveport1 和 waveport2 傳輸主模間的模式轉(zhuǎn)換分別為-17.7 dB 和-19.5 dB ，因此根據(jù)工程上小于-20 dB 的模式耦合才能夠忽略不計(jì)的經(jīng)驗(yàn)值來看，Mode 3 是不能忽略不計(jì)的。但是 Mode 2 與 waveport1 和 waveport2 間的模式轉(zhuǎn)換卻微乎其微，由于HFSS 中的端口模式是從主模到高次模依次排列的，通常要求解waveport2 的Mode 3 就需要同時(shí)先求解Mode 2 才行。從求解過程來看，waveport2 的 Mode 2 的模式轉(zhuǎn)換分別只有-82.5dB、-67.9 dB 和-72.3 dB，因此收斂起來較困難。

    想要規(guī)避這一問題有個(gè)巧妙的方法，就是設(shè)置Symmetry H 邊界條件。因?yàn)閣aveport2 的Mode 1 和Mode3 都是 H 平面的對(duì)稱模式，而Mode 2 是非對(duì)稱模式。在HFSS 中，對(duì)稱邊界條件可將關(guān)于邊界不對(duì)稱的模式濾除，從而省略了對(duì)Mode 2 的求解，這就相當(dāng)于消除了在求解收斂過程中的“短木桶”。然而，有時(shí)候從工程的角度出發(fā)，在H 平面上波導(dǎo)有U 型拐彎，因此 Symmetry H 不是經(jīng)常適用的。

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