HFSS的求解模式

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HFSS的求解模式上一篇 / 下一篇  2008-04-28 23:25:27 / 個人分類：微波仿真
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HFSS book給出的對幾種模式的解釋:
Choose the Driven Modal solution type when you want HFSS to calculate the modal-based S-parameters of passive, high-frequency structures such as microstrips, waveguides, and transmission lines. The S-matrix solutions will be expressed in terms of the incident and reflected powers of waveguide modes.
Driven Terminal Solution
Choose the Driven Terminal solution type when you want HFSS to calculate the terminal-based S-parameters of multi-conductor transmission line ports. The S-matrix solutions will be expressed in terms of terminal voltages and currents.
Eigenmode Solution
Choose the Eigenmode solution type to calculate the eigenmodes, or resonances, of a structure. The Eigenmode solver finds the resonant frequencies of the structure and the fields at those resonant frequencies.
關于driven modal與driven terminal的理解

1.
driven modal
模式驅動,所謂模式驅動就是hfss根據用戶所定義的模式數目求解端口模式數目及場分布,并為每個模式分配相等的功率,仿真時用端口場分布做為邊界條件對內部進行求解,默認端口阻抗為Zpi無須定義積分線來求解電壓, S參量用入射反射功率來表示
2.
對于分析偶合傳輸線等一個端口上有多個終端,而求解終端之間偶合問題的模型,driven modal是不適合的.應用driven terminal ,這里以微帶偶合傳輸線為例子說明這個問題




在這個端口上tem波有兩種模式1.偶模:V1=V2
2.奇模. V1=-V2
(V1為導體1對接地板等效電壓, V2為導體2對接地板等效電壓)
如果用driven modal求結則這兩種模式分別被賦予相等功率,而求解出的S11則是整個端口上的每一種模式的反射情況,而不能直接求出兩線的偶合狀況(例如只激勵導體1,求導體2上的端口電壓)這顯然是不合適的.

(關于偶合傳輸線問題詳情見microwave engineering
edition 3
7.6節)

Driven terminal默認的求解終端阻抗為Zvi
故對于每個終端需要定義積分線,例如上圖中terminal的積分線為從接地版到導體1的連線(導體1,接地版都為等勢體,路徑沒有關系),terminal2的積分線為接地版到導體2)
計算機求解時對兩個終端分別進行激勵,通過電壓與電流來計算他們之間的偶合關系.

3總結
1.
如果模型中有類似于偶合傳輸線求偶合問題的模型一定要用driven terminal求解,
2.
driven modal適于其他模型,但一般tem模式(同軸,微帶等)傳輸的單終端模型一般用driven terminal分析(tem波電壓一般由兩導體之間電場積分定義,電流為環線磁場的積分,阻抗Zvi=Zpi=Zpv區別于TE TM)由于其直接對電流電壓求解而避免了對整個面上功率的計算從而比較簡便.