HFSS实验指导书

### HFSS实验指导书知识点详解 #### 实验背景与目的 本实验主要目的是通过HFSS软件进行一个带通滤波器的设计与仿真。具体的目标包括： - 中心频率设定为910MHz； - 带宽设定为40MHz； - 在通带内反射系数小于-20dB； - 在842MHz处的带外抑制要求大于20dB。 为了达到这些性能指标，本实验采用了三腔微带环形谐振器作为基础结构，并给出了相应的耦合矩阵。通过本次实验，学生能够掌握使用HFSS软件进行电磁场仿真的一般流程和技术要点。 #### HFSS实验步骤详解 ##### 1. 建立新的工程 在开始之前，需要先建立一个新的工程，并且设置一些选项以便于后续的操作更加便捷高效。例如，可以通过以下步骤确保在复制模型的同时，相关的边界条件也能被一起复制： - 打开HFSS软件，选择`Tools > Options > HFSS Options`。 - 在弹出的对话框中勾选“Duplicate boundaries with geometry”选项。 - 这样一来，在复制模型时，边界条件也会随之复制，大大简化了后续的工作流程。 ##### 2. 设置求解类型 根据实验需求，我们需要设置正确的求解类型来确保仿真结果的准确性。具体步骤如下： - 在菜单栏中选择`HFSS > Solution Type`。 - 在弹出的“Solution Type”窗口中选择“Driven Modal”模式，然后点击“OK”确认设置。 - “Driven Modal”模式适用于驱动源确定的情况，可以有效地模拟带通滤波器的特性。 ##### 3. 设置模型单位 为了确保所有尺寸参数的一致性，需要统一设置模型的单位。这里以毫米(mm)为例： - 在菜单栏中点击`3D Modeler > Units`。 - 在弹出的窗口中选择合适的单位，比如“mm”，并确认设置。 ##### 4. 建立滤波器模型 滤波器模型的构建是本实验的核心部分，涉及到多个步骤： - **建立介质基片**：首先创建一个长方体作为介质基片的基础，用于支撑整个滤波器结构。 - 使用`Draw > Box`或工具栏中的相应图标创建长方体。 - 设置起始点位置坐标为(-20, -35, 0)，尺寸为(40, 70, -1.27)。 - 将该长方体命名为“Substrate”。 - 设置材料属性为介电常数10.8的介质。 - **建立Ring_1**：接下来创建第一个谐振器环形结构。 - 创建一个矩形，并通过减去内部矩形的方式形成环形结构。 - 调整位置使其符合设计要求。 - **移动Ring_1**：将创建好的Ring_1沿Y轴进行微小移动，调整其位置。 - 使用`Edit > Arrange > Move`命令进行移动操作。 - **创建Ring_2**：通过镜像复制的方式创建第二个谐振器环形结构。 - 选择Ring_1后，使用`Edit > Duplicate > Mirror`命令，并指定适当的镜像轴。 通过以上步骤，可以成功构建一个基本的三腔微带环形谐振器模型。后续还需要进行网格划分、设置激励源等步骤来完成整个滤波器的设计与仿真工作。本实验不仅涵盖了滤波器设计的基本原理，还涉及了HFSS软件的具体应用技巧，对于提高学生的实践能力和理论水平具有重要意义。