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HFSS 实例――简单微带线实例 Poqi055 HFSS 实例―――简单微带线的仿真（仅供参考不对之处欢迎指教） 2002-10-10 HFSS 在高速 PCB 设计中的应用之一 1

HFSS 实例――简单微带线实例 Poqi055 1 HFSS 实例―――简单微带线的仿真 2002-10-10 1 4 0.5 英寸长微带线 HFSS 分析题例一）建模 1.1 首先在 OPTION 中设置所需的单位本例设为：MIL 1.2 建立地线层 1.3 建立介质层（为了显示方便从此步骤开始模型尺寸略有变化） 1.4 建立导线（面） 1． 5 建立第二个介质层 1．5．1 建立带状线的第二个介质层 1．5．2 建立微带线的第二个介质层 1．6 建立物体的封闭空间 1．6．1 建立侧面 A1、A2（方法同 TRCE 的建立相同） 1．6．2 建立端面 P1、P2 1．6．3 建立完成的图见 1.12,点击文件菜单中的退出，确认保存后完成建模步骤。二）定义材料 2．1 在程序执行区域点击按钮进入材料设置窗口三）建立边界条件和定义源端口 3．1 确定边界条件（导线 TRCE） 3．2 确定边界条件（两个侧面） 3．3 确定端口（源 P1 P2） 3.3.1 设置端口 PORT1（源） 3.3.2 设置负载（TERMINALS） 3.3.3 设置端口 PORT2（端） 3.4 查看边界、端口设置四）设置解算参数五）解算 5.1 浏览解六）数据的后期处理 6.1 扩展模型的 S 参数（DE-EMBED MODEL S-PARAMETERS 如果需要的话） 6.2 计算 TERMIANNAL S-PARAMETERS （参数 D_2） 6．3 求解端口阻抗参数 6.4 输出 MAXWLL SPICE 模型 HFSS 在高速 PCB 设计中的应用之一 4 4 4 5 6 6 6 7 8 8 8 8 9 9 10 10 10 10 11 11 11 12 13 15 15 16 16 17 17 18 2

HFSS 实例――简单微带线实例 Poqi055 七） MAXWELL 模型的路分析 19 7．1 建立电路图 7．2 激励源的设置 7．3 运行 7．4 设置运行条件 7．5 打印图形 7.6 打印结果 20 21 21 22 22 23 HFSS 在高速 PCB 设计中的应用之一 3

HFSS 实例――简单微带线实例 Poqi055 0.5 英寸长微带线 HFSS 分析题例本例题是一根微带线，长度 0.5 英寸；线宽 7mil；线高 1.58mil; 介质 FR4 介质常数 4.4; 介质层高度 4.33mil 地线层高速 1.38mil 边界模型：1000mil ×20mil×7.29mil 与 L2 相似但是，将线上方的空间定义为层（还是 100mil）进入图形剪辑界面首先确定单位定义了任何一个物体后一定注意要给建立的对象起名字，否则在后面的操作中，不太好区分。一）建模 1.1 首先在 Option 中设置所需的单位本例设为：mil 1.2 建立地线层由于目前还不太清楚的原因，地线层不能建立，直接使用介质层的底面。但是作为建立平面的操作还是保留下来。所以实际第一步应从 1.3 建立介质层开始。设起始坐标：X＝0 Y＝0 Z＝0 ；选择主菜单中 Line/Rectangle 项（由于地线宽 >> 线高，可以用面代替体），屏幕左边出现图 1 的画面。然后点击 Enter，进入下级栏目。在此处设置好起始点点击 Enter 图 1.1 确定地线原点坐标参数 HFSS 在高速 PCB 设计中的应用之一 4

HFSS 实例――简单微带线实例 Poqi055 在这个栏目中需要的操作（图 1.2）: 首先需要确定物体建立的平面（选择 XY 平面）；填入所建物体的（平面）尺寸：X＝1000；Y＝20 选中 Covered（默认选项）输入所建物体的名字 Cu 为所建物体选择颜色后，键入 Enter 图 1.2 确定地线坐标参数键入 Enter 后在三个平面出现所建物体，图 1.3 是在 XYZ 面上且经过“着色”处理后的图形： Z X Y 图 1.3 底层 Cu 平面 1.3 建立介质层（为了显示方便从此步骤开始模型尺寸略有变化）同 1.2 中的方法，注意 Z 轴的起始坐标依然是 0，因为 Cu 做的是一个平面。由于介质是一个“体”，所以在建立物体时，必须有 Z 轴增量。设置起始坐标：X＝0 Y＝0 Z＝0，选择主菜单中 Solid/BOX 项，或点击图标，出现图 1.1,确定起始坐标后点击 Enter，屏幕左边出现图 1.4 的画面(三维)。由于选定 BOX，自动出现 X、Y、Z 坐标选项填入所建物体的尺寸：X＝500；Y＝100；Z＝4.00 选中 Covered（默认选项）注 1 输入所建物体的名字 FR 为所建物体选择颜色后，键入 Ente 图 1.4 确定介质坐标参数 HFSS 在高速 PCB 设计中的应用之一 5

HFSS 实例――简单微带线实例 Poqi055 图 1.5 是完成两种物体设置后的放大图形（YZ 轴上的立体图）图 1.5 1.4 建立导线（面）设置起始坐标：X＝0 ；Y＝46.5 ；Z＝4 ；选择主菜单中 Line/Rectangle 项，出现图 1.1,确定起始坐标后点击 Enter，屏幕左边出现图 1.6 的画面。实际上，每当进行坐标设置的时候，设置的点会以闪烁的形式出现在相应的视图上，比如这个步骤，当设定起始点后，就出现右图，点的位置就是（0，6.5，4.33）,用这个特点可以随时观察坐标设置正确与否。（随计算机速度，画面出现的速度不同）导线建立在 XY 面不要忘了起名选定 XY 坐标选项填入所建物体的尺寸：X＝1000；Y＝7；选中 Covered（默认选项）输入所建物体的名字 Trace 为所建物体选择颜色后，键入 Enter 图 1.6 确定导线坐标参数从主菜单 File 中选择 Exit，在出现的提示栏中点击 OK，完成建模操作。 1．5 建立第二个介质层如果是带状线该层介质同样为 FR4，且层厚根据实际需要确定。但是若为微带线，则该介质材料应选为空气，并且它的层厚要大大大于第一个介质层！ 1．5．1 建立带状线的第二个介质层建立该层的方法可以使用 1.3 中的方法，也可以使用“复制”的方法，这样如果是仿真多层 PCB 会更加节省时间，复制既可以纵向，也可以横向。首先点击主菜单的 Edit\Select，在物体列表框中选定需要复制的目标 HFSS 在高速 PCB 设计中的应用之一 6

HFSS 实例――简单微带线实例 Poqi055 点击主菜单的 Edit\Duplicate\Along Line 相出现图 1.7 该图为向量表示，X，Y，Z 分别代表，在哪一个轴的方向进行复制，由于我们现在需要再做一个介质层，所以选择 Z 方向，高度仍然为 4mil，是为了保证于第一个面重合。点击 Enter 此层的下面必须与第一层的上面重合，所以为 4 后出现图 1.8,询问建立几个拷贝，填入 2，点击 Enter 完成第二层介质的建立图 1.7 拷贝方向图 1.8 拷贝数量导线以面的形式在两介质层中间 1．5．2 建立微带线的第二个介质层图 1.9 带状线结构由于前面提到的原因，空气介质层的厚度需要大大大于 FR 层的厚度，所以不能使用复制的方法，仍然使用建立 FR 层的方法：设置起始坐标：X＝0， Y＝0， Z＝4，选择主菜单中 Solid/BOX 项，或点击图标，出现图 1.1,确定起始坐标后点击 Enter。由于选定 BOX，自动出现 X、Y、Z 坐标选项填入所建物体的尺寸：X＝500；Y＝100；Z＝196 选中 Covered（默认选项）输入所建物体的名字 Air 为所建物体选择颜色后，键入 Enter 因为起始 Z 坐标是 4 不是 0 图 1.10 微带线结构此时完成了微带线结构的建立（图 1.11） HFSS 在高速 PCB 设计中的应用之一 7

HFSS 实例――简单微带线实例 Poqi055 图 1.11 微带结构模型 1．6 建立物体的封闭空间 HFSS 要求为研究对象建立封闭空间由于本对象的顶面和地面分别是性质相同的介质面，所以进行封闭时，这两个面可以不作。对图 1.11 的物体，做四个面，侧面 A1、A2；断面 P1、P2 且将这两个面将来作为端口。 1．6．1 建立侧面 A1、A2（方法同 Trce 的建立相同）设置起始坐标：X＝0 ；Y＝0 ；Z＝0 ；选择主菜单中 Line/Rectangle 项，出现图 1.1,确定起始坐标后点击 Enter，屏幕左边出现图 1.6 的画面。输入面的端点坐标（注意：侧面是做在 XZ 坐标面上的）X＝500 ；Z＝200 命名为 A1，选择颜色后点击 Enter，则建立了在物体的左侧面用复制的方法在 Y 轴上选取位移向量 100，建立第二个侧面 A2 1．6．2 建立端面 P1、P2 设置起始坐标：X＝500 ；Y＝0 ；Z＝0 ；选择主菜单中 Line/Rectangle 项，出现图 1.1,确定起始坐标后点击 Enter，屏幕左边出现图 1.6 的画面。输入面的端点坐标（注意：端面是做在 YZ 坐标面上的）Y＝100 ；Z＝200 命名为 P1，选择颜色后点击 Enter，则建立了在物体的前端面用复制的方法在 Y 轴上选取位移向量－500，建立后断面 P2 1．6．3 建立完成的图见 1.12,点击文件菜单中的退出，确认保存后完成建模步骤。 HFSS 在高速 PCB 设计中的应用之一 8

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