-
问题
一、
HFSS
报错
at least
one material assignment should have solve inside
set
解决方案：
1
、这种错误一般是由于所建模型是实心的，不是空心所致。所以在创
建波导端口的时候
要注意自己的设置，
model
是否改为
vacuum
。
2
、
model
是
PEC
也没关系，外面加个
Vaccum
的壳子就行
，就满足
solve inside
。
问题二、
怎么用
HFSS
计算慢波结构的耦合阻
抗？
根据公式：
Kc=sq(Ez0
)/(2sq(Beta0)P)
可以求出基波的耦合阻抗。
具体做法：
field calculation
Qty
→
E
→
Scal
→
scalarZ(Z
为轴向
)
→
smooth
→
cmplx
→
cmplxMag
Ge
om
→
point
→选
point1
→
OK
→
Value
Qty
→
Poynting
→
Scal
→
scalarZ(Z
为轴向
)
→
cmplx
→
Real
<
/p>
Geom
→
Surface
→选
slice
→
→
Abs
→
Eval
这样你就得到
Ezo
和波印廷矢量。
在设
sla
ve
与
master
边界时的相差可得
Beta
。
注意在建模时，建点
point1
和面
slice
。
最后一行，在选
slice
→
→<
/p>
Abs
是一积分符号。没有显示出来。
问题三、
在
Ansoft Hfss10.0
每次运行中，都会提示这两个错误
Unable to save current mesh data for
simulation:Setup1
Simulation completed with execution
error on server:Local Machine
< br>在网上有人说另存为或重命名可以解决
,
试过了之后是可
以解决的
问题四、
请看图片中的文献描述，<
/p>
请问
open-circuit
λ
/2 resonant
怎么理解？
是
电磁波在这一段微带线上只传输半个波长么？
【友情提示】以下蓝字部分有误，请注意看下文中红色字部分
的讨论
微带线物理长度较长时呈电感性，为了谐振，应该串联
一个电容。在微
带线右端串联电容使得电长度减小，
因此传输半个波长所需的微带线物理长度增长了，
即可以实现以较长的
微带线与电容的串联实现谐振。
而
微带线物理长度过短时呈电容性，为了谐振，应该串联一个电感。在
微带线右端串联电感
使得电长度增大。
因此因此传输半个波长所需的微带线物理长
度减小了，
即可以实现用较
短的微带线与电感的串联实现谐振。
以下是网上的说法，供参考
electrical length:
1. Of a transmission
medium, its length expressed as a multiple or
submultiple of the wavelength of a
periodic electromagnetic or
electrical
signal propagating within the medium.
2. Of a transmission
medium, its physical length multiplied by the
ratio
of (a) the propagation time of an
electrical or electromagnetic signal
through the medium to (b) the
propagation time of an electromagnetic
wave in free space over a distance
equal to the physical length of the
medium in question. Note: The
electrical length of a physical medium
will always be greater than its
physical length. For example, in coaxial
CABLES, distributed resistances,
capacitances and inductances
impede the
propagation of the signal. In an OPTICAL fiber,
interaction
of the lightwave with the
materials of which the fiber is made, and fiber
geometry, affect the velocity of
propagation of the signal.
an antenna, the effective length of an element,
usually expressed
in wavelengths.
Note 1: The electrical
length is in general different from the physical
length.
Note 2:
By the addition of an appropriate
reactive element (capacitive
or
inductive), the electrical length may be made
significantly shorter or
longer than
the physical length.
电长度：
1.<
/p>
对于传输媒介，
它的长度被
表示为一个在
媒介中传波的电或者电磁信号波长的倍数。
注释
1
：<
/p>
波长可能用弧度来表示，
或者其它的角度单位来表示，
如角度。
注释
2
：在
同轴电缆和光纤中，传输速率大约为自由空间中的
2/3
。因<
/p>
此，波长
大约为
自由空间中波长的
2/3
，而电长度则大约为物理长度的
1.5
倍。
<
/p>
2.
对于传输媒介，
（电长度）用
它的物理长乘以
电或电磁信号在媒介
中的传输
时间（
时间为
a
）与
这信号在自由空间中通过跟媒介物理长度一样
的距离时所
需的时
间（时间为
b
）的比（即电长度
=
物理长度
*a/b
）
来考虑。
注释：对于一个物理媒介来说，它的电长度总是大于它的物理长度。例
如，在同
轴电缆中，
分布电阻、
电容、
电感阻碍了信号的传输；
在光纤中，
光波与
光纤材料之间的相互作用，
以及光纤的几何结构，影响了信号的
传输速率。
3
.
对于天线，天线的有效长度常表示为波长的倍数。
注释
1.
电长度跟物理长度通常是不一样的。
注释
2.
通
过增加一个适当的电抗元件（电容或电感）
，电长度可以显著
的
短于或者长于物理长度。
以下是维基百科的解释：
Antennas which are the
wrong length to be resonant, or which must
operate at a different frequency at
which they are not resonant, are
often
brought into resonance by loading; adding
capacitors or
inductors in series with
them
.[1] An antenna which is shorter
than its
resonant length has capacitive
reactance. The capacitance can be
compensated by adding an equal value
inductance, a loading coil in
series.
The coil can be thought of as electrically
lengthening the
antenna. Similarly, an
antenna which is longer than its resonant length
has inductive reactance, and can be
electrically shortened by adding
a
loading capacitor.
以上蓝字部分很混乱，经过与同学和
cconline
讨论更正如下：
< br>（
1
）串电容电长度减小，串电感电长度增大。
（
2
）电长度与物理
长度呈正相关
“串电容，使整个<
/p>
coil
的电容减小了，根据谐振公式，要想匹配，谐振
频率也必定增加，
也即电长度减小”，
谐振频率
增大对应谐振波长变短，
也即物理长度
shorten
。
同理，串电感，
整个
coil
电感增大，根据谐振公式，要想匹配，谐振频
率也必定减小，也即电长度增大，谐振频率减小对应谐振波长变长，也
即物理长度
lengthen
。
明确几点：
1
）上文中提到的“
1. Of a
transmission medium, its length expressed
as a multiple or submultiple of the
wavelength of a periodic
electromagnetic or electrical signal
propagating within the
medium.
”，
这里的“
its length<
/p>
”应理解为传输线的物理长度，
而不是
电
长度，我一直将其作为电长度来理解，因此总是理不清。这句话的意
思是传输线的长度通
常用电磁波波长的倍数（或几分之一）来描述。
2
）
“
2.
Of a transmission medium, its physical length
multiplied by the
ratio of (a) the
propagation time of an electrical or
electromagnetic
signal through the
medium to (b) the propagation time of an
electromagnetic wave in free space over
a distance equal to the
physical length
of the medium in question.
”
这句话
的意思是：电长度
=
物理长度
*a/b
，可以得出电长度与物理长度
呈正相关。
问题五、
HFSS
使用心得体会，
个人认为
HFSS
的使用可以分为两个层
次：
第一种
是单纯的仿真，
知道某种结构，
设置一些结构变量直接用
参扫或优化，
寻找自己想要的结果，这是初学者和大多数使用者采用的
方式
（本人在某些时候也喜欢用，
这一
般是对于未知结构或者理论无法
分析的结构设计时）
；
第二种结合电磁场微波理论，
对自己
关心的问题与结构先进行分
析，
仿真时做到有的放矢，
更进一步的使用是以
HFSS
为基础针对性进<
/p>
行二次开发（这种情况下都会用到
VBS
）
1
、
对于
初学者来说，
在建立
HFSS
的仿真模
型时，
首先得有一个概念：
HFSS
建
模默认情况下可以想象成在一个金属疙瘩内“挖出”模型，
所
以
建模时画出的物体如果没有定义边界条件或者有其他的物体与其连
接时，其表面会默认为
PEC
边界；
2
、
一般情况下，
许多使用者都直接
利用
HFSS
自带的自适应网格剖分，
这在多数情况下，
尤其是结构比较简单时是可以的，
但对于复杂
的结构，
如波导缝隙阵天线，
有较大的局限性，
因为缝隙上的电场一般都近似为
余弦分布，在此上划分网格，实际上可以看成是
用一多段线近似余弦，
如果缝隙上剖分的网格点数少了，
必然引
起近似误差，
对副瓣和远副瓣
有影响，
所以对于结构复杂、
电磁场变化比较剧烈的局部需要进行手动
网
格剖分或者
Seeding mesh
3
、在
HFSS
中存在三种扫频方式：快速、离散和插值，各有优缺点。
快速扫频顾名思义速度比较快，
它是在现有网格的基础上直接计
算，但是在频带较宽是，容易出现错误的结果（对结果的分析需要自己
判断）
；
离散扫频是最准确的，
它对每个频点都会进行求解，
所有求解的
时间是单
个频点的
N
倍；
插值扫
频介于二者之间，它首先确定若干个频点进行求解，
然后
频点之
间采用插值的方法计算。
4
、良好的
建模习惯是用好
HFSS
的有力方法：
建模时千万不要使用默认的物体名
称，如
box
、
cylinder
等，多
了会晕头转向，不利用修改和排错，同时尽量用变量名，即使
该参数不
用参扫；
如非必
要，
尽量不用相对坐标系，
它会极大的影响后处理计算的
速度，容易出错，最好的方法是在全部坐标系内，通过简单的操作把模
型移动到指定的位置，建模的过程也是一个设计者思考的过程，可以反
映建模者的分析脉
络；
HFS
S
的
VBS
脚本程序是一个非常有用的
东东，
本人很喜欢用，
它可以与
MAT
LAB
等其他软件程序结合使用，
比如对于某个特定结构，
有固定的规律或更好的优化途径，用协同仿真优化是比较好的选择。
问题六、
请问各位大虾，
我要设计一个
27
—
40 Ka
波段全频段的基片集成波导到
微带的转换，有以下几个问题请大家帮忙解决下：
1
，如何从所选的频段得出基片集成波导的宽度以及特性阻抗？
2
，在得到基片集成
波导的阻抗后如何求得微带到波导线性渐变过度的
微带线的长度
L ?
PS:
所选择的基片是
RT-
duroid 5880
材料（相对介电常数
ε
r=2.2
）
，厚
度
h=0.254mm)
宽度约等于主模截止波长（介质中）除以
2
，修正量加上孔的直径。
<
/p>
阻抗算法可以参考矩形波导的，按照你给点参数估计大概是
20<
/p>
欧姆左
右。
也就是说微带线宽度大概是<
/p>
50
欧姆的两点几倍，
具体你用论坛里的
那个
TLline
小软件一算就得到。
过渡段长度选到线宽（粗的一端）的
4
～
5
倍即可。也可以用
HFSS
进
行优化。
你这个基片很薄，
加工后的器件比较脆弱容易形变，建议你准备硬板加
固。
问题七、
波端口大小对特性阻抗的影响仿真总结。
最近在仿真一个特性阻抗为
50
欧姆的微带传输线，
发现波端口的大小对
特性阻抗有很大的影响。
以下是结合书本对波端口的认识，欢迎大家一起交流：
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