7.8 HFSS Optimetrics 應用實例

    前面講解了使用 Optimetrics 模塊進行參數掃描分析、優化設計、調諧分析、靈敏度分析 和統計分析的相關知識，下面以一個微帶線特征阻抗分析實例來講解使用 Optimetrics 模塊進行參數掃描分析、優化設計、調諧分析、靈敏度分析和統計分析的具體操作。

    假設微帶線的寬度為 w，介質層的厚度為 h，介質的相對介電常數為er，根據理論分析可知，微帶線的特征阻抗可由下式估算：

    這里使用 HFSS 來分析微帶線的寬度和介質層的厚度對微帶線特征阻抗的影響。本章主要是講解 Optimetrics 模塊的使用操作，因此對微帶線模型的創建過程不做描述，讀者請直接打開本書附帶的HFSS 設計文件 Microstrip.hfss （設計文件的位置： DesignFiles/CH7/Microstrip.hfss），打開后的微帶線模型如圖7.14 所示。初始設計中，微帶線材料為銅箔，厚度為35um（1 盎司），寬度為 1 mm；介質層使用 FR4 材料，介質層的厚度為 0.5 mm，空氣腔的長、寬、高為 16 mm、10 mm、5 mm。選擇模式驅動求解類型，空氣腔的前后表面設置為波端口激勵，求解頻率設置為 1GHz。

    注： 讀者可以直接從我們的網站下載與本書配套的 HFSS 設計文件，下載網址為http://m.ostronger.com/eda/HFSS/eda_446.html 。

 圖 7.14 微帶線模型

    7.8.1 定義變量

    首先定義兩個設計變量 width 和 height，分別用于表示微帶線的寬度和介質層的厚度。

    從主菜單欄選擇【HFSS】→【Design Properties】命令，如圖 7.15 所示，打開如圖 7.16 所示的“設計屬性”對話框。單擊“設計屬性”對話框的按鈕，打開圖 7.17 所示的 “添加變量”對話框，添加設計變量。在圖 7.17 所示對話框中，Name 項輸入定義的變量名稱， Value 項輸入變量的初始值，然后單擊 OK按鈕，即可添加設計變量。分別添加變量 width （初始值為 1 mm）和變量 height（初始值為 0.5 mm）。

圖 7.15 打開“設計屬性”對話框的操作

圖 7.16 “設計屬性”對話框

圖 7.17 “添加變量”對話框

    添加了變量 width 和 height 之后，把微帶線的寬度用變量 width 表示，介質層的厚度用 變量 height 表示。因為微帶線始終位于介質層正上方，同時為了讓微帶線始終位于介質層的中心位置，所以微帶線起始點坐標也需要使用變量表示，起始點坐標設置為（8 mm， width/2，height）。

    在操作歷史樹中單擊選中微帶線 Microstrip 下的 CreateBox，則 在 HFSS 工作界面左下角的屬性窗口會顯示 Microstrip 模型的位置坐標和尺寸，如圖 7.18 所示；把屬性窗口Position 項的坐標值由（8，0.5，0.5）改為（8 mm，width/2，height），YSize 項的值由1 改為 width，即可設置微帶線起始點坐標值為（8 mm，width/2，height）、寬度為變量width。同樣的操作，在操作歷史樹中單擊選中介質層 Substrate 下的 CreateBox，把屬性窗口ZSize 項 的值由 0.5 改為 height，即可設置介質層的厚度為變量height。

圖7.18 用變量表示微帶線起始點坐標和微帶線寬度

    變量定義和添加設置完成后，選擇主菜單【File】→【Save As】命令，把工程另存為 MS_Var.hfss。