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HFSS端口应用详解:Wave Port 、Lumped Port(三)

2020.9.28

4)替代RLC无源器件:

20150723053627398.jpg

3.Lumped Port注意:

1)Lumped Port所在端面的长和宽需要远小于信号波长,一般以1/10波长为界;
2)因为Lumped Port端口的两侧默认都是Perfect H边界,因此两个Lumped Port的边缘不能相接;
3)Lumped Port的两端必须和Perfect E边界或金属表面相接触,否则信号无法注入;
4)Lumped Port只能用于传输TEM模式或准TEM模式;
5)因为真实的测试环境中回流通路是存在的,因此2个Lumped Port端口之间必须要形成回流通路,如下图:

20150723053709688.jpg

6)为了确保多端口S参数相位的一致性,Lumped Port积分线的定义方向必须一致;

20150723053723214.jpg

以上是常用的一些Lumped Port的使用规则。下周我们将对Lumped Port和Wave Port做一个对比总结,有兴趣的同学请继续关注。

附上一期Wave Port当内部端口使用问题:

Wave Port当内部端口使用的唯一情况就是在同轴线激励的对称振子天线设计。因为Wave Port直接定义在同轴线的截面上时,由于场的双向存在,HFSS软件会报错,导致仿真无法继续。此时我们需要在Wave Port所在位置额外增加一个Perfect E物体,通常称为“Coductive Cap”。利用此物体将端口面完全覆盖,因为HFSS对Perfect E物体的内部是不求解场的,这样可以保证场的单向存在。如下图:

20150723053735749.jpg

三、对比总结

上两周我们已经介绍了一下Lumped Port和Wave Port的使用,本周我们针对前两周的内容做个对比和小结。

1.Lumped Port是内部端口,Wave Port是外部端口:

Lumped Port相当于用测试系统如探针给传输线加激励,Wave Port相当于用传输线给传输线加激励;因此Lumped Port需要指定端口阻抗,Wave Port自动求解端口阻抗。此外,Wave Port加上“conductive cap”可以当内部端口用。

20150723053748289.png

2.Lumped Port的激励是电流和电压,Wave Port的激励是电磁波:

Lumped Port只能用于TEM模式或准TEM模式,不能进行Deembeding;Wave Port没有这些限制。

3.Lumped Port和Wave Port的外表面的边界定义有差别:

Lumped Port的两侧面区域为Profect H,其他面为Profect E;Wave Port的所有外表面均为Profect E。

4.Lumped Port和Wave Port的尺寸要求有差异:

(1)Wave port所在的截面一定要均匀。Wave Port的尺寸要求如下:

20150723053808617.png

(2)Lumped Port的宽度要与传输线等宽,长度小于λ/100,Lumped Port的尺寸如下图:

20150723053825114.jpg

上图中左边的Lumped Port太细,本身会引入比较大的寄生RL效应,并且此时的电压馈入点没有覆盖整个走线。

5.Lumped Port可以模拟RLC的寄生效应,Wave Port不行:

Lumped Port模拟RLC的寄生效应的情况如下图:

20150723053841113.png

6.Lumped Port必须定义积分线,Wave Port只有特定情况才需要:

Wave Port需要定义积分线的情况如下图:

以上是Wave Port和Lumped port的一些主要区别,其他还有一些小的方面就不一一列举了,大家感兴趣的可以自己去查阅相关资料。


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