lumped port&wave port/ driven modal 與driven terminal

lumped port的激勵以電壓或電流的形式,加在一個點或單元上。

With wave-port=> the excitation is so-called eigen-wave, such as the quasi-tem wave supported by a microstrip line. It applies over a cross-sectional area.

而wave-port的激勵稱做本徵波,比如微帶線饋源提供的準TEM波,它加在一個橫截面(剖面)上。

 

voltage is scalar, wave is vector by nature, hence there are substantial difference between the two. So use waveport whenever possible, because "simulation of wave phenomenon" is what HFSS is designed for. And compare with the "correct" measurement whenever possible (i.e. measure "wave", not simply "voltage")。

 

電壓是標量,而波本質上是矢量,因此兩者間有很大區別。當情況允許時,儘可能選擇wave port,這是由於HFSS是爲“波仿真”設計的,相對於簡單的“電壓”,測量“波”可使結果更精確。

 

Why lumped port is there? It is easy to applied and people found that good/reasonable results can be obtained. Why? if the frequency is low enough or the excitation is applied at sufficiently small area, then the "wave" can be described by some "voltage" or "current", which must be "measured"/"calculated"/de-embedded/etc in the correct manner. 

那爲什麼還要使用lumped port呢,這是由於lumped port激勵的添加簡單,並且可獲得良好的結果。如果頻率很低或者激勵加在足夠小的區域上,“波”就可以用“電壓”或“電流”來描述,必須用正確地方式測量、計算。

 

if the excitation can be applied on some locally uniform region=>waveport, 

if geometry/material discontinuities are near/closer to the point of excitation=>lumped port might be the only way.

另外,如果激勵可以加在某些局部均勻分佈的區域,應該採用waveport,如果激勵點附近存在幾何或材料上的不連續區,lumped port可能就是唯一選擇了。

外部端口用wave port  內部端口用lumped port。

Wave port:是用Ansoft製作的一個電磁系統與外界進行能量交換的窗口,它能夠到端口的S參數。它是一種典型的傳輸線型端口,它經常用來設置波導口和同 軸線的輸出輸入端口。它要設置在整個輻射框(吸收邊界)的外面,如果在輻射框(吸收邊界)內使用這種源的設置,就必須在端口的外邊畫一反射體(金屬底座) 以此來確定波的傳播方向。

 

Lamped Gap Sources同Wave port源的很相似,但Lumped Gap Sources一般設置爲電磁系統的內部端口,它可自定義端口的阻抗。它可以用於微帶線、波導及平行雙導線等電磁系統源的設置,在設置Lamped Gap Sources時應注意兩點:

 

1.用戶定義的端口阻抗不能爲零或負數,

2.此端口只允許單模傳輸。另外,還必須設置積分線。它的設置和Wave Port基本一致,只是Lumped Gap Sources需要設置阻抗和電抗。

 

wave port 端口不會產生任何反射,相當於匹配負載,而lump端口,指的是端口以集中元件代替,如果器阻抗值不等於連接的傳輸線,當然端口本身就引起反射.

微帶線和差分線應該用waveport

 

關於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佈,併爲每個模式分配相等的功率,仿真時用端口場分佈做爲邊界條件對內部進行求 解,默認端口阻抗爲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.    對於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 ,這裏以微帶偶合傳輸線爲例子說明這個問題 

 

在這個端口上tem波 有兩種模式 1.偶模:V1=V2  2.奇模. V1=-V2  (V1爲導體1對接地板等效電壓, V2爲導體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.

 

Driven terminal默認的求解終端阻抗爲Zvi  故對於每個終端需要定義積分線,例如上圖中terminal 的積分線爲從接地版到導體1的連線(導體1,接地版都爲等勢體,路徑沒有關係),terminal2的積分線爲接地版到導體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係. 

3。總結

1).    如果模型中有類似於偶合傳輸線求偶合問題的模型一定要用driven terminal求解,

2).    driven modal適於其他模型, 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,電流爲環線磁場的積分,阻抗Zvi=Zpi=Zpv區別於TE TM) 由於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.

發表評論
所有評論
還沒有人評論,想成為第一個評論的人麼? 請在上方評論欄輸入並且點擊發布.
相關文章