HFSS和Designer协同仿真设计实例-Iris波导滤波器设计

端口设置：

i. 使用波端口（waveports）

ii. 仅求解一个模式 ( 主模)

iii. 在每个基本单元的两个端口上都定义积分线，这样可以避免求解出的电 场相位有180 度的相差；

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iv.  这样一来，在每个端口处都只求解主模；我们知道在波导内部，IRIS 的存在会产生高次模（消逝模式）；然而，这些模式会迅速呈指数衰减，当波端口距离iris 足够远时，这些高次模还没反射到端口处就已经衰耗到很小的数量级（通常小于-20dB 时，高次模可被忽略不计），工程上可忽略不计； 在IRIS 基本单元中，我们可以设置波导长为2*a，a 为波导截面的宽；

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v. 在这个例子中，我们把波导壁简化为理想导体，可无需画出波导壁，HFSS 会默认仿真物体与背景交界的面为PEC，这将不考虑金属损耗；

vi. 如果结构中存在两个放置很近的 IRIS，这种情况下可能除了主模以外的少数几个高次模在到达波端口之前还没有得到很好的衰减，那么你需要将两个IRIS 一并当作一个基本单元在HFSS 中仿真。

2) 建立 HFSS 与Ansoft Designer 间的动态链接

当对HFSS 中的基本单元求解和参数化扫描完成后，就可以着手建立HFSS 到Ansoft Designer 的动态链接了。

在Ansoft Designer 中插入一个电路设计，Project > insert circuit design，Layout technology 选择none。

我们现插入IRIS 基本单元，下图为IRIS 基本单元的HFSS project。

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如下图所示，在project manager 中，右键 circuit ，插入一个HFSS 子电路。这样HFSS 中的设计会以N 端口元件的形式插入到Ansoft Designer 的电路设计中来。

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接着，你会看到一个动态连接设置的窗口 Dynamic NPort import。

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File栏，通过路径查找选中需要链接进来的 HFSS 基本单元 project；

Design栏，用来选择具体是哪个design，因为一个HFSS project 中可以同时管理多个design，（Tips：我们可以将所有 HFSS 基本单元的设计都存放在一个HFSS project 下，然后给每个基本单元的设计做不同的命名，这样便于查找）；

Solution栏，当一个design 中包含多个求解设置（solution setup）时（比如分多个频段求解），在这里可以选择某一个求解及扫频设置。具体选择哪一个要根据你在Ansoft Designer 中需要做的频率扫描范围而定。

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选择interpolate existing solutions，当Designer 的求解涉及到 HFSS 的仿真结果以外的值时，（如linear network analysis 中的扫频点，或在Designer 中进行优化时的优化变量值），Designer 会根据插值算法计算出缺少的数据，这个功能在进行扫频和优化时极为有用。否则，也可以选择“simulate missing solutions”，这样当遇到没有求解数据的时候，HFSS 的求解引擎会被自动的唤起进行求解。

插值算法还包含一些高级设置－“advanced setting”，提供根据不同的曲线特征选 择相应插值算法的功能。关于这部分的细节就不在这里赘述了，感兴趣的设计者可参考online help 中的相关内容；否则，按照默认设置即可。

“Information”中，给出了pin 脚数目的信息等，一般与HFSS 中的端口数目一致。

“Parameter”中可以看到所有 HFSS 中定义的变量，它们能够被乖乖地传递到 Ansoft Designer 中，用做优化。

另一种基本单元如图2 (c) 所示为一端空波导，它可用来调节相邻IRIS 之间的间隔。我们可以利用两种方法来实现这段空波导。第一种方法大家都能想到，就是做一个两端口波导，然后将波导的长度进行参数化扫描，作为Designer 中优化的基础数据，这里就不再赘述了。

我们这里重点介绍一种更方便快捷的方法：利用“transmission line model”来方便 的链接进一端均匀传输线。当 HFSS 的设计被链接到 Ansoft Designer 时，除了端口的特性阻抗外，端口模式的传播系数（包含衰耗和相移因子）也都会被传递到 Designer。 对于均匀传输线，在 HFSS 中只需设置一个端口，Designer 便会根据这个端口的特性 阻抗和波传播系数计算出不同长度情况下的传输线 S 参数。在这个过程中，仅仅是不断的调用 HFSS 的后处理引擎，无需重新求解，因此速度非常快。

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