HFSS同轴线、微带线、共面波导端口设置 仿真模型, 滤波器, 波导

Bazinga

1、同轴线端口的设置
同轴线端口的设置比较常用，一般可以用HFSS中的waveport来设置。

Wave ports定义的表面一般为PEC，信号通过它进入和离开结构。它通常用在一些波导结构中，如波导，共面波导，同轴线等。Wave port一般设置在3D结构和边界之间的PEC界面上，让该结构和外部耦合。

利用HFSS设计一截至频率为2G的同轴低通滤波器，图1. (a)中给出了该滤波器的仿真模型，端口为同轴线，在端口设置中，只需选取同轴线的截面，画一条由内导体指向外导体的积分线即可，如图1.(b)所示，


(a)仿真模型

(b) 端口设置(局部放大图)

(c)仿真结果
图1 同轴低通滤波器的端口设置及仿真结果
2、微带线端口的设置
一般地，微带结构的端口都用Lumped ports，Lumped ports 与传统的Wave ports相似，但它可以在内部设置，且可以自定义阻抗值。Lumped ports直接在端口处计算S参数。下面给出两个例子来说明Lumped port的设置。

(a)微带CT滤波器
利用微带开口环谐振器设计了一传输零点在高频段的CT滤波器，中心频率为3GHz，图2.(a)给出了该滤波器的仿真模型，将连接馈线和接地面的矩形设置为端口，沿该矩形的轴线画一条积分线即可，如图2.（b）所示，其仿真和测试结果图2.(c)所示，结果吻合良好。

(b)微带双频滤波器
利用SIR设计了一双频滤波器，两频率分别在2.45GHz和5.8GHz，与上面CT滤波器端口设置方法一样，图3给出滤波器的模型、端口设置及仿真测试结果，测试结果与仿真结果吻合很好。


(a)仿真模型

(b) 端口设置(局部放大图)

(c)仿真及测试结果
图2微带CT滤波器的端口设置及仿真测试结果

(a)仿真模型

(b) 端口设置(局部放大图)

(c)仿真及测试结果
图3 微带双频滤波器的端口设置及仿真测试结果


3、共面波导端口的设置
共面波导的端口选用Waveports，图4(a)给出了共面波导端口的设置方法，定义一垂直于导带的截面为端口，该截面尺寸的选取与共面波导的结构有关。

基于共面波导结构，我们设计了一带陷波的超宽带天线，其端口设置和仿真模型如图4.b所示，图4.(c)给出了仿真结果，在5.5GHz附近出现一陷波，且整个通带内(3-10.6GHz,陷波)回波损耗都小于-10dB(陷波频段除外)。


(a) 端口的定义方法

(b) 仿真模型

(c) 仿真结果
图4 基于共面波导的超宽带天线端口设置及仿真结果