模型设置技巧

1.5
CST 5.0
1
HFSS 9.0
HFSS 8.0
0.5
0
-0.5
-1
-1.5
0
2
4
6
8
10 12 14 16 18
Pass No
Delta Q
品质因数误差（％）
2
1
HFSS 8.0
HFSS 9.0
0
CST 5.0
-1
-2
-3
-4
-5
-6
0
2
4
6
8
10
Pass No
12
14
16
18 1-30
何处设置自适应频率点
– Solve Maxwell’s equations to obtain field solution
– Refine mesh based on error analysis of each tetrahedron’s fields
– Solve for fields and compare with prior solution.
• 可以接受的 计算时间。
1-3
建立模型时应尽量分解、简化
• 去掉一些不必要的结构。例如，建 立波导的仿真模型只画出波导中空 气芯，而不需要画出金属部分。
• 模型应尽量简单。例如，一个带有 同轴转换接头的微带滤波结构，需 要把同轴转换接头和微带滤波结构 分开建立两个仿真模型；
Z0
K01
K12
Baidu Nhomakorabea
K23
Results of Coaxial Resonator Meshing Experiments
1-27
模型中尽量使用理想材料
• 在初始计算或非精密 计算中，模型中的材 料一般都用理想材 料。 – 金属
理想导体
– 介质
无耗介质
Delta F
频率仿真计算误差（％）
2.04
2.035
2.03
2.025 2.02
-4
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
Pass No
1-10
平面带状线结构尽量不画带厚度
• 平面带状线 结构尽量不
画带厚度
需要画厚度
• 两种情况例 外：
– 边缘耦合
– 带厚小于趋 肤厚度δ
不要画厚度
1-11
利用周期边界使问题最小化
• 可计算的最大尺度，一般小于 4λ。
• 利用周期边界使被求解的问题 最小化
2分54秒
1-8
频率仿真计算误差（％）
2.5
2
1.5
Perfect Geom
Segement 18
1
Delta F
0.5
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
Pass No
1-9
Q值仿真计算误差（％）
0
-0.5
-1
Delta Q
-1.5
Perfect Geom
Segement 18
-2
-2.5
-3
-3.5
模型设置技巧
电子科技大学 贾宝富 博士
1-1
主要技巧
• 如何建立仿真模型 • 几何图形预处理技巧 • 使问题最小化 • 虚拟物体 • 网格划分
1-2
如何建立仿真模型
实际的微波 系统
仿真 模型
仿真模型不 一定与实际 微波系统相 同。
包含多种元件和 复杂的几何结构
• 硬件设备能 力的限制，如 内存、硬盘和 CPU速率等。
– Iterate until stopping criterion is met
1-29
如何设置自适应网格
• Requested Passes Numbers 8～12
• Tel Refinement 20～30％
• Max Delta S/F 0.02~0.002
Delta F (%)
谐振频率误差 （％）
1-16
例1计算长度为脊波导衰减常数。
s A=22.86 mm B=10.16 mm L=50 mm S=5 mm D=2 mm
d
b
L
a
1-17
虚拟物体“dummy” （1）
• 虚拟物体是指那些为了使网格划分更完美而引入的两维或三维物 体。
– 引入虚拟物体不影响原结构的介质特性； – 一般，虚拟物体在被计算结构的内部。
Perfect Con Segement 18
2.015
2.01
2.005
2
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
Pass No
HFSS Perf Geom
11分40秒
HFSS Segement 18
9分34秒
HFSS Seg 18 Perf Con 2分54秒
1-28
初始计算一般使用自动划分网格 （ Adaptive Meshing ）
K34
K23
K12
K01
1-4
去掉不必要的结构细节
• 去掉不必要的结 构细节
– 离开端口比较远 （<λ/8）
– 物体较小 （<λ/20）
1-5
避免两个结构过于靠近
在此附近，软 件自动建立精 细网格结构。 耗用大量的硬 件资源。计算 速度慢。
1-6
曲线边界尽量少使用真实表面
• 对曲线边界尽量少使用真实表面。使用 直线逼近的直线数也应尽量少。
1-22
Case 1 & Case 2
1-23
Case 3 & Case 4
1-24
Results of Coaxial Resonator Meshing Experiments
1-25
Results of Coaxial Resonator Meshing Experiments
1-26
1-31
什么条件下设置初始网格和人工设置网格
1-32
解收敛标准
1-33
习题一、Coaxial Section with a Bulge
0.2 cm
0.45 cm
0.8 cm 2.8 cm
1.0 cm
1-34
习题二、 Waveguide Loaded Cylindrical Cavity
Cylindrical Cavity
线度比值<104
1-18
虚拟物体（2）
1-19
虚拟物体（3）
1-20
虚拟物体（4）
1-21
A Example of “dummy Object”
• Wang, C., et al., “Dielectric Combline Resonators and Filters,” IEEE MTT-S Int. Microwave Symposium Digest, Baltimore, MD, June 7–12, 1998, pp. 1315–1318.
Waveguide
Dielectric Rod
εrPLEXI=2.7; Tgδ=0.0037; σwall=4.7×108 S/m
1-35
习题二、
1-36
• Automatically generate mesh based on wavelength
– “Lambda refinement” results in tetrahedra of about λ/4 in free space
• Adaptively refine the mesh to optimize tetrahedron size/ distribution to the field behavior
1-12
利用周期边界使问题最小化
1-13
利用对称性使被求解的问题最小化
• 利用对称 性使被求 解的问题 最小化
Symmetry
Perfect H
1-14
辐射问题空气盒尽量小
• 空气盒尽可能小
1-15
端口不能太长
• 端口不能太长 – 高次模衰减大于 20dB – 一般取λ/8~ λ/4 – 利用端口设置的 “Deembed”功能 恢复端口的实际 长度。
• 允许误差<2.5%
1-7
球形谐振腔的例子
TM110 mode, s : 5.8E7 S/m. Analytic solution: f0: 261.82347 MHz, Q: 89899.1
HFSS Perf Geom 11分40秒
HFSS Segement 18 9分34秒
HFSS Seg 18 Perf Con