«Москва 2009 Введение Программа HFSS Ansoft v. 9-11 для электродинамического моделирования СВЧ структур В1. Общая характеристика HFSS Ansoft В настоящее время основной тенденцией развития программ проектирования ...»

Появляется диалоговое окно Solution Setup (рис. 7.33).

2. В закладке General, напечатайте 10 в поле Solution Frequency, и оставьте заданные по умолчанию единицы в GHz.

Рис. 7.33. Диалоговое окно установки решения 3. Под Adaptive Solutions, оставьте Maximum Number of Passes = 3. Это максимальное число циклов измельчения сетки, которое выполнит HFSS.

Установка решения перечислена в дереве проекта в папке Analysis. Она названа Setup1 по умолчанию. Если Вы хотите выполнить решение в диапазоне частот, то нужно добавить свипирование частоты к установке решения.

7.5.2. Добавление диапазона изменения частоты в установках на В этом проекте ожидается плавная частотная характеристика, поэтому выберем метод Interpolating. Используя интерполяцию, HFSS выбирает частотные точки, чтобы получить решение поля так, что все интерполированное решение находится в пределах указанного допуска.

Свипирование заканчивается, когда HFSS выполнит критерий допуска ошибки или выполнит максимальное число решений. Расчет в диапазоне частот выполняется после того, как закончен адаптивный анализ.

1. Нажмите правой кнопкой Setup1 в дереве проекта, и затем нажмите Add Sweep. Появляется диалоговое окно Edit Sweep.

2. Выберите режим Interpolating.

3. Примите настройки по умолчанию для Error Tolerance и Max Solutions.

Адаптивный анализ будет выполнен на частоте 10 GHz. Для расчета в диапазоне частот, HFSS будет использовать окончательное и самое плотное разбиение на сетку.

4. Нажмите Linear Step в списке Type.

5. Задайте следующий диапазон частот: Start 8 GHz, Stop 10 GHz, Step Size 0.05 GHz. HFSS решит задачу в каждой частотной точке на каждом шаге в указанном частотном диапазоне, включая начальную и конечную точку частот (рис. 7.34).

Рис. 7.34. Установка диапазона и режима изменения частот решения Режим изменения частот перечислен в дереве проекта под Setup1 и называется Sweep1 по умолчанию.

Нажмите Display, чтобы проверить частотные точки, которые будут решены.

Прежде, чем Вы запускаете задачу на расчет, полезно проверить, что все необходимые установки была закончены, и их параметры верны.

1. В меню HFSS, нажмите Validation Check.

HFSS проверяет установки проекта, и затем окно появляется окно Validation Check (рис. 7.35).

Рис. 7.35. Окно контроля правильности подготовки задачи к решению 2. Щелкните Close. Теперь Вы готовы выполнить моделирование.

Выполним моделирование волноводного моста, когда перегородка находится в центре напротив порта 1.

• В меню HFSS, нажмите Analyze.

HFSS вычисляет решение трехмерного поля для каждой установки решения в проекте. В данной задаче, Setup1 - единственная установка. Процесс решения займет приблизительно 1 - 5 минут.

Когда решение закончено, появится подтверждение в Message Manager.

Если имеется проблема с установкой проекта, Message Manager перечислит ошибки или предупреждающие сообщения.

Нажмите View>Message Manager, чтобы отобразить администратор сообщений.

Вы можете контролировать продвижение решения окна Progress, если окно Progress не видимо, для чего нажмите Tools>Options>HFSS Options.

Перед моделированием сохраните проект. Чтобы автоматически сохранять проекты перед решением, нажмите Tools>Options>HFSS Options.

В закладке General, выберите Save bevore solving.

Когда анализ закончен, измените положение перегородки, изменяя значение переменной offset.

1. Щелкните правой кнопкой мыши TeeModel в дереве проекта, и затем нажмите Design Properties. Появляется диалоговое окно Properties.

2. В закладке Local Variables, выберите Value.

3. Напечатайте 0.2 в текстовом поле Value для переменной offset.

4. Щелкните OK.

После этого геометрия изменяется: перегородка перемещается в новое положение, ближе к порту 2.

Теперь Вы выполните второе моделирование, чтобы получить результаты для волноводного моста Т-типа, когда перегородка смещена ближе к порту 2.

Предыдущее решение сохраняется и остается доступным для вывода на график.

• Щелкните правой кнопкой мыши Analysis в дереве проекта, и затем нажмите Analyze. HFSS вычисляет новое решение трехмерного поля.

Процесс решения, как ожидается, потребует приблизительно 1 - минуты.

Перейдите к следующему шагу в следующей главе, создавая двумерный график x-y S-параметра. Выполним следующие операции:

Создание графиков S-параметров.

Создание поля над поверхностью T-разветвителя.

Анимация поля.

Изменение положения перегородки, и получение нового графика поля с измененной конструкцией.

Создадим прямоугольный график, который сравнивает результаты Sпараметра в каждом порте для двух положений перегородки.

1. Щелкните правой кнопкой мыши на Results в дереве проекта, и затем нажмите Create Report. Появляется диалоговое окно Create Report.

2. Нажмите Modal S Parameters в списке Report Type (рис. 7.36).

Рис. 7.36. Диалог вывода рассчитанных характеристик 3. Нажмите Rectangular Plot в списке и затем OK. Появляется диалоговое окно Traces.

4. В закладке Y, выведем характеристику на ось Y:

a. В списке Category, подсветите S parameters.

b. В списке Quantity, нажмите Ctrl и S (Port1, Port1), S (Port1, Port2), и S (Port1, Port3), рис. 7.37.

c. В списке Function, подсветите mag.

Рис. 7.37. Вывод на график рассчитанных S-параметров 5. В закладке X, выберите Use Primary Sweep.

Первая изменяемая переменная, перечисленная в закладке Sweeps cоставит график по оси X (рис. 7.38). В данном случае это частота.

Рис. 7.38. Закладка выбора первичной переменной графика 6. Нажмите закладку Sweeps. Первичная изменяемая переменная Freq, содержит точки частот, в которых выполнено решение (рис. 7.39).

7. Выберите кнопку Sweep Design and Project variable values. В этом случае в таблице появляются все переменные проекта и конструкции. В данном случае это дает возможность вывода частотных характеристик при всех значениях смещения offset.

Рис. 7.39. Установка первичного параметра свипирования Primery Sweep 8. Кликните Add Trace, чтобы добавить характеристику.

Линия характеристики представляет линию, соединяющие точки графике.

Три характеристики добавляются к списку линий сверху диалогового окна.

9. Щелкните Done. Величина S-параметров для каждой величины смещения будут составлять график относительно частоты на графике x-y, как показано на рис. 7.40.

График перечислен под Result в дереве проекта.

Рис. 7.40. Рассчитанные характеристики волноводного Т-моста Три голубые линии показывают значения S-параметров, когда смещение перегородки offset = 0.

Три красные линии показывают модули S-параметров при offset = 0. дюйма. Типы линии в графике выше изменялись в диалоговом окне Traces Properties для лучшего просмотра.

Как ожидается, небольшое отражение S110.2 имеет место на порту 1, когда значение переменной offset = 0, то есть когда перегородка находится напротив порта 1. В этом случае отражение немного большее и передача равна 0.7 на двух выходных портах 2 и 3.

Графики показывают также, что отражение в порту 1 немного уменьшается, когда значение offset = 0.2 дюйм, то есть когда перегородка смещена на 0.2 дюйма к порту 2. Передача в порту 2 уменьшения и передача в порту 3 увеличивается при положении перегородки в этом положении.

Далее создадим график поля и анимируем его, чтобы увидеть разницу полей между двумя положениями перегородки.

Можно также изменить типы линий на графике, в диалоговом окне Trace Properties, для лучшей визуализации.

Чтобы добавить маркеры данных ко всем линиям на графике:

Дважды щелкните строку. В диалоговом окне Trace Properties нажмите закладку Line Style, выберите Show Symbols On All Trace, и затем напечатайте 2 в поле. Символы, связанные с каждой линией, показанной в условных обозначениях справа от графика, будут добавлены к линиям в каждой второй точке данных.

Чтобы изменять цвет линии в закладке Under the Color, измените цвет выбранной линии, определяя новые величины RGB.

График поля - представление величин поля на поверхности или в пределах объекта (рис. 7.41). Вы составите график величин E-поля на верхней поверхности волноводного Т- моста. Сначала, переместите перегородку назад в ее исходную позицию прямо напротив порта 1.

Рис. 7.41. Вывод поля в верхней плоскости волноводного Т-разветвителя Изменим значение переменной offset = 0. Для этого:

1. Убедитесь, что окно Property находится на панели. Иначе нажмите View> Property Window.

2. Нажмите имя проекта TeeModel в дереве проекта.

3. В закладке Variables в окне Properties, введите offset= 0 в поле Value для переменной смещения перегородки, и затем нажмите Enter.

В результате мы видим, что чертеж конструкции перечерчивается с учетом нового положения перегородки.

Создание графика поля при новом положении перегородки 1. Возвратитесь к окну 3D Modeler: в меню HFSS, нажмите 3D Model Editor.

2. Переключитесь к режиму выбора: щелкните правой кнопкой мыши в окне представления, и затем нажмите Select Faces в меню.

3. Выберите верхнюю поверхность T- разветвления.

4. Щелкните HFSS>Fields>Plot Fields>Mag_E. Появляется диалоговое окно Create Field Plot.

5. Выберите Setup1:LastAdaptive как решение, полученное при лучшем разбиении сетки.

7. Остальные параметры примите по умолчанию и щелкните Done.

На верхней поверхности волноводного Т-моста появляется картина E-поля, равномерно расходящегося к порту 2 и порту 3.

Этот график появляется в дереве проекта в разделе Field Overlays. Он назван Mag_E1, что было задано по умолчанию в окне Create Field Plot.

График Mag_E1 показывает E-поле, когда перегородка расположена напротив порта 1. Теперь мулиплицируем график поля.

В левом верхнем верхнем углу окна 3D Modeler находится цветовая палитра, показывающая, какому цвету соответствует определенный уровень напряженности поля. Если поля имеет значительный разброс, удобно перейти в логарифмический масштаб отображения цвета, нажимая правой кнопкой мыши Modify… и выбирая кнопку Log в закладке Scale.

Анимация графика поля выполняется по ряду картин поля, картин разбиения на сетку ячеек, или по ряду картин геометрии при изменении переменных. Для эанимации нужно задать график, которые хотите включить в анимацию, а также правило, по которому будут выбираться отдельные кадры для мультипликации. Для этого:

1. Щелкните правой кнопкой мыши Mag_E1 в дереве проекта, и затем нажмите Animate. Появляется окно Setup Animation.

2. В закладке Swept Variable, нажмите Phase в списке Swept Variable.

3. Чтобы задать значения фазы, используемые в мультипликации:

a. Напечатайте Start =0deg.

b. Напечатайте Stop =160deg.

c. Напечатайте Steps= 8.

4. Щелкните OK.

Мультипликация начинается в окне представления. Она показывает как перегородка разделяет электромагнитную волну к порту 2 и порту 3.

Диалоговое окно Animation появляется в левом верхнем углу, позволяя выполнить остановку, повторный запуск, и управлять скоростью и последовательностью систем координат.

Мультипликация будет последовательно отображать график при значениях фазы волны возбуждения между 0 и 160.

5. В диалоговом окне Animation, нажмите кнопку остановки.

Мультипликации могут экспортироваться в анимационный формат GIF или в формат Audio Video (AVI), щелкая Export в диалоговом окне Animation.

Теперь переместим перегородку ближе к порту 2, чтобы видеть ее влияние на распределении E-поля на верхней стороне волноводного моста.

1. Нажмите проект с именем TeeModel в дереве проекта. Вы можете перетащить диалоговое окно Animation, чтобы видеть имя конструкции в дереве проекта.

2. В закладке Variables в окне Properties, напечатайте 0.2 в поле Value для смещения offset, и затем нажмите Enter. Начинается мультипликация Eполя. Она показывает, что к порту 3 перемещается большая мощность электромагнитной волны.

Итак, Вы успешно завершили этот пример волноводного разветвителя! Вы можете остановить мультипликацию, закрыть проект TEE, и выйти из программы.

1. В диалоговом окне Animation, нажмите кнопку остановки, и затем нажмите Close.

2. Сохраните проект.

3. В меню File, нажмите Close.

4. В меню File, нажмите Exit.

В дальнейшем, в главе 13 мы продолжим рассмотрение этого примера, чтобы показать применение параметрической оптимизации. Программа HFSS комплектуется примерами, изучение которых поможет Вам в освоении программы. Кроме того, можно импортировать примеры, известные из программ HFSS других версий, например разработанных фирмой Hewlett Pacard и Agilent.

Постпроцессорная обработка и создание графиков Процесс моделирования можно разделить на предпроцессорную обработку данных, которая включает черчение, задание материалов, и т.д., процессорную обработку (расчет поля) и постпроцессорную обработку данных. После решения задачи и определении значений электромагнитного поля в каждой точке пространства (процессорный этап), можно выполнить расчет всевозможных вторичных характеристик устройства (постпроцессорная обработка данных).

Результаты можно пересчитать, используя внутренние или заданные пользователем функции, а затем вывести на графики:

• информацию о сходимости и вычислительных ресурсах, которые использовались во время решения, и вычисленных матрицах S-параметров, импедансов и постоянных распространения на каждом адаптивном проходе (командой Results->Solution Data).

Для решения методом собственных типов волн (Eigenmode), можно вывести реальные и мнимые части частоты и соответствующие им добротности. Данные решения могут также просматриваться во время выполнения решения (рис. 8.1).

Рис. 8.1. Решение методом Рис. 8.2. Вид поля при решении Eigenmode (собственные типы волн) задачи о собственных волнах.

и вывод данных для волновода 10x23 Частота 7.1388 ГГц • просмотреть результаты параметрического анализа с помощью программы Optimetrics.

• Просмотреть поля основных или производных величин поля - на поверхностях или объектах (рис. 8.2).

• Вывести на графики S-параметры и характеристики дальнего поля, включая параметры антенны.

• Просмотреть сетки разбиения на поверхностях или внутри объектов (рис.

8.3).

• Создать мультипликацию поля, сетки разбиения на конечные элементы и вывести определение переменных проекта.

• Масштабировать величины возбуждения и фазы.

Рис. 8. 3. Волноводный трансформатор с выведенным полем в сечении порта Чтобы обратиться к окну Solution Data, в котором можно найти разнообразную информацию о процессе и результах решения, сделайте следующее:

• В меню HFSS, нажмите на Results, и затем на Solution Data.

• Щелкните правой кнопкой мыши на пункт Results в дереве проекта, и затем нажмите Solution Data в выплывающем меню (рис. 8.4). Результы, получаемые по мере выполнения расчеты, выводятся в диалог, показанный на рис. 8.5.

Рис. 8.4. Команды в выплывающем меню Results Рис. 8.5. Закладка контроля сходимости в диалоге Solution Data Чтобы увидеть информацию о сходимости адаптивного решения во время или после процесса решения:

1. В дереве проекта щелкните правой кнопкой мыши установку решения, представляющую интерес, и затем нажмите Convergence (сходимость) в меню. Появляется окно Solution Data с выбранной закладкой Convergence (рис. 8.6) 2. Из списка Simulation, выберите установку решения, для которой Вы хотите рассмотреть данные сходимости (Setup1). По умолчанию, выбирается самое последнее решение.

Рис. 8.6. Представление процесса сходимости в виде графика 3. В закладке Convergence, в зависимости от установок проекта, выводятся следующие данные о сходимости:

• Число выполненных и оставшихся адаптивных проходов.

• Число тетраэдров, созданных в каждом адаптивном проходе.

• Величина Max Mag. Delta S между двумя проходами.

• Максимальная величина delta E между двумя проходами.

• Разница модулей характеристик между проходами.

• Изменения фазы между проходами.

• Максимальная величина delta frequency между проходами.

4. Чтобы отобразить данные в таблице, выберите Table, в виде графика выберите Plot (рис. 8.6).

8.2. Просмотр числа завершенных проходов расчета Во время процесса решения, Вы можете просмотреть данные для уже выполненных адаптивных проходов (решение — ошибки анализа — цикл уплотения). Когда решение выполнено, можно видеть число выполненных адаптивных проходов. Если решение сошлось, то появляется надпись CONVERGED, если решение не сошлось – надпись NOT CONVERGED.

В окне Solution Data выберите закладку Convergence. Число законченных и остающихся проходов перечисляется в поле Number of Passes.

8.2.1. Просмотр величины максимального изменения модуля S параметра в процессе адаптации разбиения на конечные элементы В любой момент решения или после процесса решения, Вы можете видеть максимальное изменение модулей S-параметров между двумя последовательными проходами. Эта величина оценивает сходимость к решению к установившемуся значению и выводится после того, как завершены два или больше число проходов.

Чтобы видеть, как изменяется максимальная величина delta S между проходами:

• В дереве проекта, щелкните правой кнопкой мыши установку решения, представляющую интерес, и затем нажмите Convergence в выплывающем меню. Появляется окно Solution Data, в котором выбираем закладку Convergence.

В столбце Max Mag. Delta S находятся максимальные величины изменения модуля S от одного прохода до следующего. В области Max Mag. Delta S диалога перечисляется текущее изменение изменения модуля S между последними двумя решенными проходами (Target и Сurrent).

8.2.2. Просмотр изменения Delta Magnitude E (Для проектов с источниками напряжения, источниками тока, или падающими волнами. Не применимо к проектам с портами) Величина Delta S вычисляется по рассчитанным S-параметрам – многомодовым или нагрузочным и используется после того, как Sпараметры были изменены операцией разгерметизации и перенормированы.

Если в структуре находятся источники напряжения, у которых сопротивление равно нулю, то вместо S-параметров используется критерий сходимости по E полю.

На любом этапе во время процесса решения или после него Вы можете просмотреть разницу относительной ошибки изменения поля от одного увеличения числа адаптивных проходов. Изменение в величине Delta E доступно после того, как закончены два или больше проходов.

Чтобы вывести на график изменение Delta Magnitude E:

• В дереве проекта, щелкните правой кнопкой мыши установку решения, представляющую интерес, и затем нажмите Convergence на выплывающем меню. Появляется окно Solution Data. Выберите закладку Convergence.

В столбце Delta Mag. E представлены изменения поля E от одного прохода к следующему.

В столбце Delta Mag. E перечисляются изменения Delta E между последними двумя законченными проходами.

8.2.3. Просмотр сходимости по амплитуде Magnitude Margin (Для задач, в которых были заданы критерии сходимости для заданных Во время или после процесса решения, можно видеть близость решения к заданному значению изменения модуля S, которое было определено в диалоговом окне Matrix Convergence. Эта величина доступна после того, как завершены два или больше шагов.

Чтобы рассмотреть изменение по мере адаптаций:

• В дереве проекта, щелкните правой кнопкой мыши установку решения, представляющую интерес, и затем нажмите Convergence в выплывающем меню. Появляется окно Solution Data. Выберите закладку Convergence. В столбце Magnitude Margin перечисляются границы величин от одного прохода к следую-щему.

8.2.4. Просмотр изменения фазы Phase Margin (Для задач, в которых были заданы критерии сходимости для Во время или после процесса решения, Вы можете видеть сходимость решения по разнице фаз, которая была задана в диалоговом окне Matrix Convergence. Это изменение фазы можно видеть после того, как выполнены две или больше итераций.

Чтобы вывести изменение фазы между проходами:

• В дереве проекта щелкните правой кнопкой мыши установку решения, представляющую интерес, и затем нажмите Convergence в выплывающем меню. Появляется окно Solution Data. Выберите закладку Convergence.

Рис. 8.7. Процесс изменения величины фазы S11 от итерации и сближения Столбец Phase Margin перечисляет значения фазы от одного прохода к следующему (рис. 8.7).

8.3. Просмотр максимального изменения частоты Во время процесса расчета резонансных частот, Вы можете видеть максимальное изменение частоты и процент изменения по отношению к частоте, от одного адаптивного прохода к следующему. Это - мера стабильности вычисленных частот от прохода к проходу. Она доступна после того, как закончены два или больше проходов.

Чтобы рассмотреть максимальное изменение частоты между проходами:

• В дереве проекта щелкните правой кнопкой мыши установку решения, представляющую интерес, и затем нажмите Convergence в выплывающем меню. Появляется окно Solution Data. Выберите закладку Convergence.

Величина Max Delta Freq. % является максимальным изменением частоты от одного прохода до следующего (рис. 8.8).

Область Max Delta Freq. % показывает заданное максимальное изменение частоты (0.1) и максимальное изменение частоты между последними двумя решенными проходами (0.28596).

Рис. 8. 8. Изменения параметров собственных частот (Max Delta Freq) при Просмотр ресурсов, затрачиваемых при решении Во время или после процесса решения, полезно узнать вычислительные ресурсы, которые использовались HFSS во время анализа. Данные конфигурации записываются в файл регистрации задачи (Profile). Файл регистрации показывает время, которое затрачивалось на решение каждого этапа задачи и сколько на этих этапах требовалось памяти ОЗУ и на диске.

В дереве проекта, щелкните правой кнопкой мыши установку решения, представляющую интерес, и затем нажмите Profile в выплывающем меню.

Появляется окно Solution Data. Выберите закладку Profile. Отображенные данные зависят от типа установки решения и задачи (рис. 8.9).

Рис. 8.9. Закладка Profile, которая содержит информацию о ходе решения В этой таблице перечисляются следующие данные:

Название текущей фазы решения задачи Task Реальное время (минуты, секунды), требуемое для Real Time решения задачи.

Процессорное время, требуемое для решения задачи.

CPU Time Максимальная величина памяти на данной машине для Memory решения задачи. Это значение включает все задачи, выполняющиеся одновременно; она не ограничено HFSS.

Память освобождается для других приложений после Сведения относительно решения, включая число Information тетраэдров, на которое разделена область моделирования.

Чтобы вывести матрицы S-параметров, Z-, Y-параметров и постоянные распространения во время каждого адаптивного, или неадаптивного, или решения в диапазоне изменений частот:

1. В дереве проекта, щелкните правой кнопкой мыши установку решения, представляющую интерес, и затем нажмите Matrix Data в меню. Появляется диалоговое окно Solution Data. Выберите закладку Matrix Data(рис. 8.10).

Рис. 8.10. Закладка матрицы в диалоговом окне Solution Data 2. В текстовом поле Design Variation (рис. 8.10), выберите проект, параметры которого Вы хотите вывести. Если нужно, выберите измененную конструкцию, решенную во время анализа Оптиметриком из диалогового окна Set Design Variation, котое появится после нажатия кнопки «…».

3. В опускающемся списке Simulation, нажмите решение в начальном состоянии и в решенной итерации; адаптивное решение на одной частоте, или в диапазоне частот, в котором Вы хотите вывести матрицы.

4. Выберите тип матрицы, которую Вы хотите вывести: S-matrix, Y-matrix, Z-matrix, Gamma (постоянная распространения), или Zo (характеристический импеданс).

5. Выберите формат Magnitude/ Phase, Real/ Imaginary, dB/ Phase, Magnitude, Phase, Real, Imaginary, или dB.

6. Чтобы отобразить элементы матрицы для всех решенных частот, выделите All Freqs. Чтобы показать элементы матрицы для одной решенной частоты, снимите отметку All Frequencies, и выберите нужную частоту.

Для адаптивных проходов, доступна только частота решения, указанная в диалоговом окне Solution Setup. Для режима качания частоты, доступен весь частотный диапазон.

• Чтобы вставить одну или более отображенных частот, нажмите Edit Freqs.

Эта команда доступна только в режиме Fast или Interpolating. В окне Edit Frequencies, будут экспортироваться только частоты, отображенные в закладке Matrix Data. Данные отображаются в таблице.

В диалоге рис. 8.10 имеется кнопка Export…, позволяющая экспортировать рассчитанные данные. Чтобы выполнить это:

1. В дереве проекта щелкните правой кнопкой мыши решение, представляющее интерес, и затем нажмите Matrix Data в меню. Появляется окно Solution Data. Выбирается закладка Matrix Data.

2. Выберите тип матрицы, которую Вы хотите вывести: S-matrix, Y-matrix, Z-matrix, Gamma, или Zo.

3. Щелкните Export. Появляется браузер файлов.

4. Напечатайте имя файла, в который Вы экспортировать данные, в поле File name.

5. Выберите один из форматов файла из списка Save as type.

6. Щелкните Save. Данные экспортируются в файл.

Рис. 8.11. Выбор файла для экспорта данных решения 8.4.1. Экспортирование данных эквивалентной схемы Вы можете экспортировать S-параметры, полученные методом Driven Terminal в формат PSpice, HSPICE, или Maxwell Spice. Эти данные для PSpice, HSPICE, или Maxwell Spice позволят вам включить их в моделирование схем.

1. В дереве проекта, кликните правой кнопкой мыши на Solution Data, и затем кликните Matrix Data в описании типа формата.

Замечание. Если вы показываете решенные частоты в режиме Interpolating или Fast в закладке Matrix Data (нажимая Edit Freqs и затем модифицируя величины в боксе Edit Sweep), то только эти перечисленные частоты будут экспортированы в файл.

Замечание. Если выполняется расчет в полосе частот, то нужно иметь решения в пяти или большем количестве частотных точек, чтобы успешно экспортировать файл данных эквивалентной схемы. Экспорт в формат файла данных эквивалентной схемы соответствует матрицам решений, которые не включают пары дифференциальных источников.

2. Кликните Equivalent Circuit Export. Появляется диалог Equivalent Circuit Export Options.

3. Напечатайте имя папки, в котором Вы хотите сохранить данные.

4. Нажмите один из следующих форматов в списке Format:

(spreadsheet) Touchstone PlanarEM/HFSS v6+ (*.szg) Neutral Model Format (*.nmf) Citifile (*.cit) 5. Выберите Lumped element Export (Low Bandwidth) если Вы хотите сохранить данные в види схемы с использованием сосредоточенных элементов (резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности, и зависимые источники тока).

6. Если нужно, кликните Combine Sweeps, если Вы хотите объединить данные на одной или нескольких частотах в одном файле. Конечные точки диапазона изменения могут повторяться, но не могут перекрываться.

8. Кликните OK. S-матрицы будут записаны в файл данных в виде эквивалентной схемы.

8.5. Просмотр данных полученных методом решения собственных Чтобы увидеть изменение реальной и мнимой частей частоты и добротности Q, вычисленной для каждого собственного типа колебаний:

1. В дереве проекта, щелкните правой кнопкой мыши установку решения, представляющую интерес, и затем нажмите Eigenmode Data в выплывающем меню. Появляется окно Solution Data. Выберите закладку Eigenmode Data.

2. В опускающемся списке Simulation, выберите установку решения и адаптивное решение или решение на одной частотной точке.

Полученные в результате решения собственные типы волн перечислены в таблице.

Столбец Frequency перечисляет реальные и мнимые части частоты (или резонансные частоты) для каждого найденного резонанса.

Для решения методом Eigenmode с потерями появляется столбец Q, который перечисляет собственную (ненагруженную) добротность, рассчитанную для каждого типа волн.

1. В меню HFSS укажите Results, и затем кликните Clean Up Solutions.

Появляется бокс Clean Up Solutions.

2. В столбце Data Deletion Options, выберите режим: хотите ли вы удалить или только данные поля, или разбиение на сетку, или все данные решения.

Удаление всех данных решения (All Solution Data) удаляет всю сетку разбиения на ячейки, даные поля для всех адаптивных проходов и частот, выбранных в Variation Selection Options.

3. В столбце Variation Selection Options, выберите тип проекта и величины переменных, которые вы хотите удалить:

• Выберите Non Current Variation Options, чтобы удалить величины переменных, которые не нужны в активном проекте.

• Выберите All Variations, чтобы удалить все величины переменных.

Рис. 8. 12. Закладка Create Report и выбор режима удаления данных 4. Нажмите кнопку Do Deletions. Данные решения, которые Вы выбрали, будут удалены. Любая характеристика или поле, которые Вы создавали, и удаляете, будет отмечено значком X в дереве проекта. Они будут неверными, пока не сгенерированы новые данные решения.

Данные решения, которые были удалены, не могут быть восстановлены!

8.6. Просмотр результатов оптимизации и параметрического анализа Рис. 8.13. Добавление режима параметрического анализа Чтобы рассмотреть данные, относящиеся к оптимизации, в общем случае сделайте следующее:

• В дереве проекта, щелкните правой кнопкой мыши узел Optimetrics, для которого Вы хотите увидеть результаты, и затем нажмите View Analysis Result в меню (рис. 8.13).

Появляется диалоговое окно Post Analysis Display.

Рис. 8.14. Установка переменных при оптимизации Чтобы просмотреть информацию о сходимости, используемых вычислительных ресурсов, или матрицы, вычисленные для любого изменения конструкции во время расчета Оптиметрика, Вы должны сначала выбрать изменение проекта в диалоговом окне Set Design Variation. Это диалоговое окно доступно из окна Solution Data (рис. 8.15).

Рис. 8.15. Диалог установки переменной проекта 1. В меню HFSS, укажите на Results, и затем нажмите Solution Data.

Появляется окно Solution Data.

2. Нажмите точки просмотра внутри поля Design Variation. Появляется диалоговое окно Set Design Variation (рис. 8.15).

3. Снимите опцию Use nominal design.

4. Нажмите то изменение конструкции, для которого Вы хотите рассмотреть данные решения, и затем нажмите OK. Данные решения отображаются в таблице.

8.6.1. Просмотр данных в процессе работы Оптиметрика Во время или после процесса решения Оптиметрика, Вы можете вывести данные о вычислительных ресурсах, которые использовались при завершении решения при каждом изменении конструкции (рис. 8.16). Данные включают также время, требуемое для решения каждого варианта проекта.

Для анализа их:

1. В дереве проекта, щелкните правой кнопкой мыши установку Optimetrics, представляющую интерес, и затем нажмите View Analysis Result в выплывающемменю. Появляется окно Post Analysis Display.

2. Откройте закладку Profile.

3. Выберите установку Optimetrics с результатами, которые Вы хотите рассмотреть из опускающегося списка сверху диалогового окна.

4. По желанию, чтобы исследовать более детальные данные конфигурации для отдельного изменения конструкции, сделайте следующее:

a. Нажмите изменение конструкции в таблице.

b. Щелкните Solver Profile.

Появляется окно Solution Data. Данные конфигурации для выбранного изменения конструкции отображены в таблице.

Рис. 8.16. Закладка General установки свипирования 8.6.2. Просмотр результатов параметрического анализа 1. В дереве проекта, щелкните правой кнопкой мыши параметрическую установку, для которой Вы хотите рассмотреть результаты решения, и затем нажмите View Analysis Result в выплывающем меню. Появляется диалоговое окно Post Analysis Display.

2. Выберите параметрическую установку результатами, которые Вы хотите рассмотреть, из опускающегося списка сверху диалогового окна.

3. Если это уже не выбрано, выберите Table как тип представления.

Результаты для выбранных величин перечислены в виде таблицы для каждого решенного варианта конструкции.

4. Произвольно, выберите Show complete output name. Имя завершенного реше-ния, для которого отображаются результаты, будет представлено в заголовке столбца.

5. По желанию, нажмите изменение конструкции в таблице и затем нажмите Apply. Конструкция, отображенная в окне 3D Modeler изменена, чтобы представить эту модификацию.

8.6.3. Построение графика характеристик относительно изменяемой Чтобы составить график результатов решения относительно изменяемой переменной на прямоугольном (x - y) графике:

1. В дереве проекта, щелкните правой кнопкой мыши параметрическую установку, для которой Вы хотите рассмотреть результаты, и затем нажмите View Analysis Result в меню. Появляется окно Post Analysis Display.

Рис. 8.17. Таблица, в которой перечисляются параметры проекта 2. Выберите установку параметрического анализа, по которой Вы хотите составить график из опускающегося списка наверху диалогового окна.

3. Если это еще не выбрано, выберите Plot как тип представления.

4. Выберите изменяемые значения переменной, по которым Вы хотите составить график на x-оси, из опускающегося списка X.

5. График для результатов решения может быть построен только относительно одной изменяемая переменной. Любые другие переменные, которые изменялись во время параметрического анализа, остаются постоянными.

При желании, чтобы изменить постоянные значения других переменных, сделайте следующее:

a. Щелкните Set Other Sweep Variables Value.

Появляется диалоговое окно Setup Plot. В нем перечисляются все другие значения с решенными переменными.

b. Нажмите строку с тем значение переменной, которое Вы хотите использовать как постоянное значение на графике, и затем нажмите OK.

6. Выберите характеристику, которую Вы хотите нанести на график на y-оси из опускающегося списка Y. Появляется x -y график (рис. 8.18).

Рис. 8.18. Зависимость максимального усиления антенны от длины Выбор характеристики антенны от переменной выполняется в окне Traces (рис. 8.19).

Рис. 8.19. Вывод на график антенной характеристики – максимального 8.6.4. Вывод изменения целевой функции в таблицу Процесс оптимизации может занимать значительное время. Для уменьшения его важно видеть изменение целевой функции от рассчитанных итераций. Чтобы вывести эти данные в виде таблицы:

1. В дереве проекта щелкните правой кнопкой мыши Setup Optimization, для которой Вы хотите рассмотреть результаты изменения целевой функции, и затем нажмите View Analysis Result в меню. Появляется диалоговое окно Post Analysis Display.

2. Выберите установку оптимизации с результатами, которые Вы хотите рассмотреть, из опускающегося списка вверху диалогового окна.

Рис. 8.20. Табличный вывод процесса оптимизации 3. В закладке Results, выберите Table (таблица). Целевая функция при каждом изменении конструкции записывается в таблице (рис. 8.20).

4. При желании, нажмите изменение проекта в таблице, и затем кнопку Apply. Конструкция, отображенная в окне 3D Modeler, изменяется, и представляет модификацию ее во время оптимизации.

Нажмите Revert, чтобы возвратить конструкцию в окне представления к первоначальному виду.

8.6.5. График изменения целевой функции Чтобы вывести зависимость целевой функции относительно выполненных итераций на прямоугольном графике:

1. В дереве проекта, щелкните правой кнопкой мыши установку оптимизации, для которой Вы хотите рассмотреть результаты стоимости, и затем нажмите View Analysis Result. Появляется диалоговое окно Post Analysis Display.

2. Выберите установку оптимизации с результатами, которые Вы хотите рассмотреть из опускающегося списка сверху диалогового окна.

3. В закладке Results, выберите Plot как тип представления.

Появляется зависимость целевой функции от номера итерации (рис. 8.21).

Рис. 8.21. Изменение целевой функции по мере выполнения оптимизации 8.7. Просмотр результатов при анализе чувствительности Чтобы рассмотреть зависимость характеристик при анализе чувствительности в виде таблицы:

1. В дереве проекта, щелкните правой кнопкой мыши установку чувствительности, для которой Вы хотите рассмотреть результаты, и затем нажмите View Analysis Result в меню. Появляется диалоговое окно Post Analysis Display.

2. Выберите установку чувствительности, которые Вы хотите рассмотреть, из опускающегося списка наверху диалогового окна.

3. В закладке Result, выберите Table как форму представления.

В таблице перечисляются следующие данные:

• Изменение выходного параметра в расчетной точке, в столбце Func. Value.

• первая производная изменения в столбце 1st D.

• вторая производная изменения в столбце 2nd D.

4. Щелкните Apply.

Проект в окне 3D Modeler изменяется, чтобы представить расчетную точку анализа чувствительности.

Нажмите Revert, чтобы возвратить конструкцию в окне представления к первоначальным значениям переменных.

Вывод графика при анализе чувствительности Чтобы получить график чувствительности выходного параметра относительно значений переменной в прямоугольной системе координат:

1. В дереве проекта, щелкните правой кнопкой мыши установку чувствительности, для которой Вы хотите рассмотреть результаты, и затем нажмите View Analysis Result в меню. Появляется диалоговое окно Post Analysis Display (рис. 8.23).

Рис. 8.23. Результаты изменения переменных при анализе чувствительности 2. Выберите установку чувствительности с результатами, которые Вы хотите рассмотреть, из опускающегося списка сверху диалогового окна.

3. В закладке Result, выберите Plot как вид представления.

4. Выберите переменную чувствительности с изменяемыми значениями на оси x, в пределах которых Вы хотите составить график, из опускающегося списка X.

5. Выберите значения выходного параметра, которые Вы хотите вывести на график по оси у, из опускающегося списка Y.

График x –y появляется в диалоговом окне Post Analysis Display (рис. 8.23).

График показывает значения выходного параметра для каждой рассчитанной конструкции в области ее изменения. Он также отображает параболу, которая наилучшим способом согласует эти результаты. Парабола - более точное представление чувствительности в окрестности расчетной точки, чем результат любого отдельного изменения в конструкции.

8.8. Вывод результатов статистического анализа Статистический анализ заключается в задании статистического распределения параметров проекта (рис. 8.24) и в расчете статистического распределения выбранных характеристик конструкции. Для вывода результатов статанализа:

1. В дереве проекта, щелкните правой кнопкой мыши статистическую установку, для которой Вы хотите получить статистические результаты, рассчитанные для выбранных характеристик, и затем нажмите View Analysis Result в меню. Появляется окно Post Analysis Display.

2. Выберите статистическую установку результатов, которые Вы хотите увидеть, из опускающегося списка сверху диалогового окна.

3. Выберите Table как тип представления.

Результаты распределения выбранных характеристик даются в виде таблицы для каждого рассчитанного варианта конструкции.

4. Если нужно, нажмите изменение проекта в таблице, и затем нажмите Apply (в правой стороне диалогового окна).

Проект, отображенный в окне 3D Modeler изменяется, чтобы представить выбранное изменение конструкции.

Рис. 8.24. Диалог статистического анализа Составление графика статистических результатов при статистическом 1. В дереве проекта, щелкните правой кнопкой мыши установку статанализа, для которой Вы хотите увидеть статистические результаты, полученные для характеристик, и затем нажмите View Analysis Result в меню. Появляется диалоговое окно Post Analysis Display.

2. Выберите статистическую установку результатов, которые Вы хотите вывести на график, из опускающегося списка сверху диалогового окна.

3. Выберите Plot как тип представления.

4. Напечатайте число лотков, по которым Вы хотите составить график по оси 5. Выберите характеристику, для которой Вы хотите составить график статистических результатов по оси Y, из опускающегося списка Y. График гистограммы появляется в диалоговом окне Post Analysis Display. Она отображает распределение выбранной характеристики при вариации статистически распределенного параметра (рис. 8.33).

Рис. 8.25. Вывод графика статистического распределения характеристики 8.9. Масштабирование модуля и фазы возбуждения Масштабирование модуля возбуждения, и установка фазы портов, напряжения и источников тока, и падающих волн на этапе постпроцессорной обработки выполняется в диалоговом окне HFSS -> Field ->Edit Sources.

Рис. 8.26. Установка модуля и фазы источника возбуждения В диалоговом окне Edit Sources (рис. 8.26):

2. Выберите возбуждение, модуль и фазу, которое Вы хотите масштабировать. Если тип решения Terminal, модуль напряжения источника, и его фаза могут быть установлены для конкретного выбранного порта.

3. В поле Magnitude, введите коэффициент, которым масштабируется амплитуда возбуждения.

4. В поле Phase, введите новую фазу для возбуждения.

Фаза поля измеряется в градусах.

5. Если тип возбуждения Terminal, то по желанию Вы можете задать комплексный опорный импеданс. Для этого выберите Terminated, введите вещественную часть полного сопротивления в омах / квадрат в поле Resistance и мнимую часть полного сопротивления в омах / квадрат в поле Reactance.

Рис. 8.27. Установка параметров дискретного порта 6. При возбуждении падающей волной (рис. 8.28) выберите один из следующих полей:

Scattered Fields падающего поля из полного поля.

Total Fields Incident 8. Щелкните OK.

Амплитуда и фаза плоской волны определяют выбранное возбуждение.

Отметим, что нельзя вводить отрицательное напряжение. Чтобы получить эквивалент отрицательной величины, измените фазу (добавьте или вычтите) на 180°.

Когда Вы масштабируете возбуждение, помните, что первоначальное значение возбуждения по умолчанию остается неизменным.

Правила масштабирования амплитуды и фазы возбуждения При определении коэффициента, которым масштабируется возбуждение, полезно выполнять следующие рекомендации:

При определении новой фазы для портов, задайте нулевую фазу.

Результаты решения с нулевой фазой следует из возбуждений, вводимых в расчет при t = 0, и тогда на поверхности портов имеют место максимальные амплитуды.

Для портов • величина возбуждения определяет усредненную во времени падающую мощность в ваттах.

• если Вы используете плоскость симметрии, необходимо выполнить масштабирование входного сигнала. Например, если Вы имеете одну плоскость симметрии, используйте входную мощность 0.5 ватт для возбуждения всей структуры мощностью 1 ватт; если Вы имеете две плоскости симметрии, введите входную мощность 0.25 ватт для возбуждения полной структуры с 1 ваттом, и т.д.

• В общем случае используйте значение "по умолчанию" 1. При этом вычисленные E-и H-поля масштабируются так, что волна возбуждения переносит 1 ватт мощности. Чтобы рассматривать решение при некоторой другой мощности, введите ее значение.

• Используйте только комбинации типов волн с ненулевыми амплитудами.

Рис. 8. 29. Поле в сечении порта волновода и разбиение на ячейки • Амплитуда для источников напряжения и источников тока задает максимальное значения в Вольтах и максимальное значение в Амперах.

• если в проекте имеется несколько источников напряжений и источников тока, Вы можете “удалять” их, устанавливая их величины равными 0. Это дает возможность легко наблюдать, как влияют на результаты отдельные источники или группы источников.

• Модуль источника задает амплитуду E-поля в Вольт\метр.

• когда Вы масштабируете падающее E-поле, рассеиваемое E-поле и полное поле также масштабируется.

Анимированный график – это последовательность структур, которые отображают поле, сетку разбиения или геометрию структуры при ряде значений изменяемой переменной. Чтобы создать мультиплицируемый график, задайте значения переменной, которые Вы хотите включить, а также соответствующие им кадры - рисунки и графики, - которые и создадут мультипликацию. Задайте также, сколько систем координат включить в мультипликацию.

Вы можете экспортировать мультипликацию в мультиплицируемом формате Graphics Interchange Format (GIF) или в формат (AVI) Audio Video Interleave.

Чтобы мультиплицировать график относительно фазы поля:

1. Создайте график мультиплицируемого поля.

2. В меню HFSS укажите на Fields и затем нажмите Animate.

3. Если Вы уже создавали мультипликацию, появляется диалоговое окно Select Animation. Нажмите New. Появляется диалоговое окно Setup Animation.

Рис. 8.30. Задание параметров анимации графиков поля 4. Напечатайте имя для мультипликации в текстовом поле Name, или примите заданное по умолчанию имя.

5. По желанию напечатайте описание мультипликации в текстовом поле Description.

6. В закладке Swept Variable, выберите Phase из списка Swept Variable.

8. Задайте фазы, которые Вы хотите включить в мультипликацию:

a. Напечатайте начальное значение фазы в поле Start.

b. Напечатайте конечное значение фазы в поле Stop.

c. Напечатайте число шагов мультипликации. Например, если Start = 10, Stop = 160, и число шагов 10, мультипликация отобразит график в фазовых значениях между 10 и 160. Начальным значением будет первая отображенная структура, а общее количество структур в мультипликации равно 11.

8. Щелкните OK.

В окне представления начинается мультипликация. Панель запуска мультипликации появляется в левом верхнем углу интерфейса, позволяя Вам остановить мультипликацию, выполнить повторный запуск, и управлять скоростью и последовательностью структур.

8.10.2. Создание анимации при изменении частот в диапазоне 1. Создайте график поля, чтобы анимировать (мультиплицировать) его.

В диалоговом окне Create Field Plot, убедитесь, чтобы выбран график с изменением параметра из опускающегося списка Solution.

2. В меню HFSS укажите Fields, и затем нажмите Animate.

3. Если Вы уже создавали анимацию, появляется диалоговое окно Select Animation. Нажмите New. Появляется диалоговое окно Setup Animation.

4. Напечатайте имя анимации в поле Name, или примите имя по умолчанию.

5. Можно дать описание анимации в поле Description.

6. В закладке Swept Variable, выберите Frequency из списка Swept Variable.

8. Выберите частотные значения, которые Вы хотите включить в анимацию из списка значений.

Используйте клавишу Shift, чтобы выбрать ряд частот, и ключ Ctrl, чтобы выбрать значения, которые не находятся в списке.

8. Щелкните OK:

Мультипликация начинается в окне представления. При этом отображается одна структура для каждой из частот, которые Вы выбрали.

В левом верхнем углу экрана появляется панель (рис. 8.31), допуская Вам остановиться, выполнить повторный запуск и управлять скоростью замены и последовательностью структур.

Рис. 8.31. Панель управления мультипликацией Рассмотрим процедуру создания мультипликации, когда изменяется часть геометрии модели.

1. Щелкните правой кнопкой мыши в окне представления, укажите на View и затем кликните Animate. Появляется окно Select Drawing (рис. 8.32).

Рис. 8.32. Выбор объекта для мультиплицирования 2. Выберите объект, который Вы хотите мультиплицировать. Появляется окно Setup Animation.

3. Напечатайте имя для мультипликации в текстовом поле Name, или примите имя по умолчанию (рис. 8.33).

Рис. 8.33. Установки для мультипликации геометрии 4. По желанию, напечатайте описание мультипликации в текстовом поле Description.

5. В закладке Swept Variable список Swept Variable включает всю заданную в проекте геометрию и переменные проекта. Выберите переменную геометрии, которую Вы хотите мультиплицировать, из списка Swept Variable.

6. Задайте значения переменной, которая будет имяться во время мультипликации:

a. Напечатайте начальное значение переменной в поле Start.

b. Напечатайте конечное значение переменной в поле Stop.

c. Напечатайте число шагов Steps. Например, если начальное значение 0. дюймов, конечное значение 0.45 дюймов и число шагов 15, то мультипликация покажет изменение геометрии в 15 значениях между 0.15 и 0.45 дюймами.

8. Щелкните OK.

В окне представления начинается мультипликация: конструкция будет перечерчиваться при каждом изменении значения переменной (рис. 8.34).

Рис. 8.34. Изменение геометрии при мультиплицировании 8.10.4. Управление и экспорт фильма анимации Когда мультипликация выполняется в окне представления, в левом верхнем углу экрана появляется окно Animation. Оно имеет кнопки, которые дают возможность управлять скоростью и последовательностью кадров, запускать и останавливать мультипликацию и экспортировать мультипликацию.

1. После создания анимированного графика его можно экспортировать.

2. В панели игры, нажмите Export. Появляется диалоговое окно Save As.

3. Выполните сохранения нового файлаи с расширением Animated GIF File (.gif) или AVI. Появляется диалоговое окно Animation Options (рис. 8.35).

4. Чтобы заменить цвета в файле на 256 оттенков полутона, выберите Grayscale. Полутоновые мультипликации требуют меньшее количество памяти, чем мультипликации в насыщенном цвете.

5. Задайте коэффициент сжатия Compression factor.

Мультипликация экспортируется в формат файла, который Вы определили. Передвиньте слайдер Speed вверх, чтобы увеличить скорость мультипликации и вниз, чтобы уменьшить эту скорость.

Вывод поля на график включает вывод его базовых величин и производных, а также вторичных величин поля на поверхностях или внутри объектов.

Чтобы вывести на график величину поля:

1. Выберите точку, линию, поверхность или объект, где требуется создать график поля. Если объект еще не существует, создайте его.

2. В меню HFSS укажите Fields, и затем Plot Fields.

3. В меню Plot Fields выбираете характеристику поля, которую Вы хотите вывести на график.

Если Вы выбираете скалярное поля, график будет создан на поверхности или в объеме. Если Вы выбираете векторное поле, то оно также создается на поверхности или в объеме. Если характеристики, которые Вы хотите вывести на график, не перечислены, то можно рассчитать величину поля, используя калькулятор. Появляется диалоговое окно Create Field Plot.

4. Чтобы задать название для графика другое, чем предлагается по умолчанию, выберите Specify Name и затем напечатайте новое название в текстовом поле Name.

5. Выберите решение для графика из списка Solution.

6. Чтобы задать другую папку, чем по умолчанию, где надо сохранить график, выберите Specify Folder и затем нажмите на папку в опускающемся списке Plot Folder. Папки графиков перечислены под Field Overlays в дереве проекта.

8. В закладке Intrinsic Variables, выберите частоту и фазовый угол, при которых рассчитываются характеристика поля.

8. Выберите характеристику поля из списка Quantity.

весь диапазон значений поля будут составлять график на выбранной Auto Только значения поля между минимумом и максимумом будут Use включаться в график. Значения поля ниже или выше этих значений будут Limits представлены в цвете, назначенном, соответственно, на минимальные или максимальные пределы.

значения поля будут представлены в линейном масштабе Linear значения поля будут представлены в логарифмическом масштабе Log 9. Выберите объем для графика поля из списка In Volume. Этот выбор дает Вам возможность ограничить графики пересечением объема с выбранным объектом.

10. Щелкните Done.

Характеристика поля отображается на графике, построенном на поверхностях или внутри объектов, которые Вы выбрали. График использует атрибуты, указанные в диалоговом окне Plot Attributes (рис. 8.36).

Рис. 8.36. Вывод графика поля в сечении порта 8.11.1. Составление графика производных от поля Производные от поля – это величины, полученные из первоначального решения для поля и рассчитанные при использовании калькулятора поля.

1. Выберите точку, линию, поверхность или объект, где требуется создать график.

2. В меню HFSS укажите Fields и затем нажмите Plot Calculated Expression.

3. Выберите величину производной, которую Вы хотите нанести на график, и затем нажмите OK. Появляется окно Create Field Plot.

4. Чтобы задать имя графика, отличное от имени по умолчанию, выберите Specify Name и затем напечатайте новое имя в текстовом поле Name.

5. Выберите решение графика из опускающегося списка Solution.

6. Чтобы определить папку, где сохраняется график, выберите Specify Folder и затем нажмите папку в списке Plot Folder. Папка графиков находится под Field Overlays в дереве проекта.

8. Под Intrinsic Variables выберите частоту и фазовый угол, при которых рассчитывается величина поля.

8. Выберите производную поля из списка Quantity для нанесения на график.

9. Выберите объем или область для графического построения поля из списка In Volume. Этот выбор дает Вам возможность ограничить графики пересечением объема и выбранного объекта.

10. Щелкните Done.

Производная от величины поля, которую Вы создали при помощи калькулятора поля, строится на выбранных поверхностях или в объектах.

Новый график находится в дереве проекта под Field Overlays.

8.11.2. Создание графиков скалярного поля Скалярный график использует плавно изменяющиеся цвета или контурные линии, чтобы вывести величину поля на поверхностях или в объемах.

1. Чтобы создать скалярный график на поверхности, выберите эту поверхность. Чтобы создать скалярный график в объеме, выберите объекты, в пределах которых Вы хотите нанести график поля.

2. В меню HFSS укажите на Fields и затем Plot Fields.

3. В меню Plot Fields нажмите скалярную характеристику поля, которую Вы хотите вывести на график. Появляется диалоговое окно Create Field Plot.

4. Выполните процедуру составления графика поля.

График использует атрибуты, указанные в диалоговом окне Plot Attributes. Новый график будет перечислен в указанной папке в дереве проекта.

Рис. 8.37. Вывод графика вектора Пойнтинга в сечении 8.11.3. Создание графиков векторного поля Векторный график использует стрелки, чтобы показать модули x-, y- и zкомпонент поля. Векторные графики могут быть созданы на поверхностях или в объемах (рис. 8.37).

1. Чтобы создать векторный график на поверхности, выберите плоскости, на которых Вы хотите вывести график поля. Чтобы создать векторный график в объеме, выберите объекты, в которых Вы хотите вывести график поля.

2. В меню HFSS укажите Fields и затем Plot Fields.

3. В меню Plot Fields выберите векторное поле, которое Вы хотите нанести на график.

1. В меню HFSS укажите на Fields и затем нажмите Modify Plot. Появляется диалоговое окно Select Field Plot.

2. Выберите график, который Вы хотите модифицировать в столбце Select, и затем нажмите OK.

3. Выберите нужное решение в опускающемся списке Solution.

4. Если нужно, задайте папку Plot Folder, где будет для сохранен график.

5. В Intrinsic Variables задайте частоту и фазовый угол, при которых рассчитывается поле.

6. По желанию выберите величину поля для нанесения на график из списка Quantity. Чтобы использовать калькулятор для расчета, выберите Calculator из опускающегося списка Category. Чтобы выбрать величины поля непосредственно, выберите Standard из опускающегося списка Category.

8. Выберите объем или область для составления графика из списка In Volume. Этот выбор дает Вам возможность ограничить графики пересечением объема и выбранного объекта.

8. Щелкните Done. Поле выводится на график на поверхностях или в пределах объектов, которые Вы выбрали. Новый график перечисляется в заданной папке графиков в дереве проекта.

График использует атрибуты, указанные в диалоговом окне Plot Attributes.

8.11.5. Установка атрибутов графика поля После создания векторного или скалярного поля на поверхности или в объеме Вы можете модифицировать его, изменяя параметры настройки в диалоговом окне Plot Attributes. Если Вы модифицируете параметры настройки для графика в папке, все графики в этой папке будут использовать те же самые атрибуты.

1. В меню HFSS укажите на Fields и затем нажмите Modify Plot Attributes.

Появляется окно Select Plot Folder.

2. Выберите папку графиков, которую Вы хотите изменить, и нажмите OK.

Все графики в выбранной папке изменятся.

Появляется диалоговое окно с параметрами настройки атрибута для выбранной папки.

3. В следующих закладках в диалоговом окне, Вы можете управлять атрибутами графика:

Marker/Arrow 4. В каждой закладке нажмите Save as default, если Вы хотите, чтобы эти параметры настройки относились и к графикам поля, созданным после этого (рис. 8.38).

Рис. 8.38. Установка атрибутов графика поля 5. Выберите Real time mode, если Вы хотите, чтобы изменения вступили в силу сразу же в окне представления. Если эта опция снята, нажмите Apply, чтобы увидеть изменения.

6. Кликните Close, чтобы закрыть диалог.

1. В меню HFSS укажите на Fields и затем Modify Plot Attributes.

Появляется окно Select Plot Folder.

2. Выберите папку графика, который Вы хотите изменить, и нажмите OK.

Все графики в выбранной папке будут изменены.

Появляется диалоговое окно с параметрами настройки атрибута для выбранной папки.

3. Нажмите закладку Color map.

4. Введите Number of colors – количество цветов для использования в графике.

5. Выберите Real time mode, если Вы хотите, чтобы изменения вступили в силу сразу же. Если эта опция не отмечена, нажмите Apply, чтобы увидеть изменения.

6. Щелкните Close для закрытия диалогового окна.

8.11.7. Изменение цветового представления поля Цветовая палитра (Color Keys) показывает цветовой диапазон нанесенных величин поля для того, чтобы видеть значения поля в пространстве. Он показывает соответствие величины поля цвету на графике.

1. В меню View кликните Visibility. Появляется диалог Visibility.

2. Кликните закладку Color Keys. Он может принимать следующие значения:

Uniform Величины поля наносятся в виде плавного перехода одного Ramp цвета. Выберите график цвета из палитры Color. Переходы цвета соответствуют изменению величин поля.

Величины поля наносятся в многоцветии. Выберите Spectrum цветовой спектр из выплывающего списка. Каждая величина поля будет соответствовать определенному цвету 3. В столбце Visibility выберите поле или сетку разбиения, которые вы хотите увидеть в цветовом ключе.

4. Кликните Done для закрытия диалога.

Альтернативно, скройте палитру цвета, нажимая правой кнопкой мыши в окне просмотра и затем нажимая Hide из выплывающего меню.

8.11.8. Изменение масштаба графика поля Масштабирование позволяет более точно рассмотреть малые поля. Чтобы изменить величины поля масштабированием на графике поля:

1. В меню HFSS, укажите к Fields, и затем нажмите Modify Plot Attributes.

Появляется окно Select Plot Folder.

2. Выберите папку графиков, которую Вы хотите изменить, и затем нажмите OK. Все графики в выбранной папке будут изменяться.

Появляется диалоговое окно с параметрами настройки атрибута для выбранной папки.

3. Нажмите закладку Scale (рис. 8.39).

Рис. 8.39. Закладка Scale диалога вывода графика поля, в которой можно установить максимальное и минимальное поле выводимые с заданным 4. Выберите нужный масштаб: Auto или User Limit.

5. Если Вы выбрали Use Limits, введите минимальное и максимальное значения поля, которые нужно изобразить на графике.

6. Выберите один из следующих параметров:

8. Выберите Real time mode, если Вы хотите, чтобы изменения вступили в силу немедленно в окне представления. Если эта опция снята, нажмите Apply, когда Вы хотите видеть изменения.

8. Щелкните Close, чтобы закрыть окно.

8.11.9. Модификация стрелок векторного поля Чтобы изменить вид стрелок на графике векторного поля:

1. В меню HFSS укажите Fields, и затем нажмите Modify Plot Attributes.

Появляется окно Select Plot Folder.

2. Выберите папку графиков, которую Вы хотите изменить, и затем нажмите OK. Все графики в выбранной папке будут изменяться. Появляется диалоговое окно с параметрами настройки атрибута для выбранной папки.

3. Нажмите закладку Marker/Arrow.

4. В закладке Arrow Options, выберите одну из следующей типов стрелки:

стрелки отображены как линейные Line Конечная часть стрелки отображена как цилиндр. Стрелки - указатели Cylinder отображены как объемные круглые Стрелка в виде зонтика, отображенная в виде линии.

Umbrella 5. Используйте слайдер Size, чтобы увеличить (перемещая направо) или уменьшить (перемещая влево) длину и размеры стрелок. Стрелки изменяются относительно размера геометрии модели.

6. Выберите Map Size, чтобы масштабировать размер стрелок, отражающих величину поля.

7. Выберите Arrow tail, чтобы включить остатки во все стрелки.

8. Нажмите закладку Plots.

9. HFSS располагает стрелки по сетке, которая строится на поверхности или объекте, выбранном для графика. Под Vector plot используйте слайдер Spacing, чтобы увеличить (перемещая направо) или уменьшить (перемещая налево) расстояние между стрелками (между точками сетки) • Выберите Uniform, чтобы расположить стрелки равномерно.

10. Выберите Real time mode, если Вы хотите, чтобы изменения вступили в силу немедленно в окне представления.

11. Щелкните Close.

Чтобы отобразить или скрыть сетку на графиках поля, или изменить цвет сетки:

1. В меню HFSS укажите на Fields и затем нажмите Modify Plot Attributes.

Появляется окно Select Plot Folder.

2. Выберите папку графиков, которые Вы хотите изменить, и нажмите OK.

Все графики в выбранной папке будут изменены. Появляется диалоговое окно с параметрами настройки атрибута для выбранной папки.

3. Нажмите закладку Plot.

4. Выберите Add Grid, чтобы отобразить сетку.

5. Выберите цвет для сетки из палитры Color.

6. Выберите Real time mode, если Вы хотите, чтобы изменения вступили в силу немедленно в окне представления.

8. Щелкните Close, чтобы закрыть окно.

8.11.11. Модификация графика линий с равными величинами 1. В меню HFSS укажите на Fields и затем нажмите Modify Plot Attributes.

Появляется окно Select Plot Folder.

Рис. 8.40. Вывод вида объекта с просмотром сетки и линий равного поля 2. Выберите папку графиков, которую Вы хотите изменить, и затем нажмите OK. Все графики в выбранной папке будут изменяться.

Появится диалоговое окно с параметрами настройки атрибута для выбранной папки.

3. Нажмите закладку Plots.

4. Если это скалярный график на поверхности, сделайте следующее:

a. Выберите один из следующих выделительных шрифтов изоповерхности в опускающемся списке IsoValType:

Точки равной величины соединяются линией (рис. 8.40) Создается интерференционная полоска, равная isovalues Цвет изменяется непрерывно между isovalues Цвет изменяется непрерывно по графику Gourard b. Если Вы выбрали Fringe или Tone, выберите Outline, чтобы добавить контурную линию между равными величинами (isovalues).

5. Если график - скалярный график в объеме, сделайте следующее:

a. Выберите один из следующих типов выделения:

IsoValSurface  b. Если Вы выбираете Cloud, используйте слайдер плотности Cloud density, чтобы увеличить или уменьшить плотность в объеме.

c. Если Вы выбираете Cloud, введите в поле Point size плотность точек облачности.

8.11.12. Отображение прозрачности графика скалярного поля к 1. В меню HFSS, укажите на Fields и затем Modify Plot Attributes.

Появляется окно Select Plot Folder.

2. Выберите папку графиков, которую Вы хотите изменить, и нажмите OK.

Все графики в выбранной папке будут изменяться. Появляется диалоговое окно с параметрами настройки атрибута для выбранной папки.

3. Нажмите закладку Plots.

4. Используйте слайдер Map transp, чтобы увеличить (перемещая направо) или уменьшить (перемещая налево) проницаемость графика. Если Вы выбираете Map transp., проницаемость значений поля увеличивается по мере уменьшения значений.

8.11.13. Использование маркеров на точечных графиках Для скалярных точечных графиков используется маркер, чтобы вывести величину поля в выбранной точке. (Для векторных графиков используются стрелки.) 1. В меню HFSS укажите Fields, и затем нажмите Modify Plot Attributes.

Появляется окно Select Plot Folder.

2. Выберите папку графиков, которые Вы хотите изменить, и затем нажмите OK.

Все графики в выбранной папке будут изменяться. Появляется диалоговое окно с параметрами настройки атрибута для выбранной папки.

3. Нажмите закладку Marker/Arrow в окне атрибутов графика.

4. Под Marker options выберите один из типов маркера, чтобы представить величину поля в виде:

5. Используйте слайдер Size, чтобы увеличить (перемещая вправо) или уменьшить (перемещая налево) размер маркера.

6. Выберите размер Map size, чтобы масштабировать размер маркера к величинам на графике.

Величины поля можно нанести на график непосредственно по линии.

Скалярные величины составляют график как цветные линии с плавно изменяющим цветом. Вектора составляют график в виде стрелок, которые представлены в виде линий.

Чтобы модифицировать линии графиков:

1. В меню HFSS укажите на Fields, и затем нажмите Modify Attributes…(рис. 8.41). Появляется окно Select Plot Folder.

2. Выберите папку графиков, которые Вы хотите изменить, и затем нажмите OK. Все графики в выбранной папке будут изменяться. Появляется диалоговое окно с параметрами настройки атрибута для выбранной папки.

Рис. 8.42. Установка атрибутов графиков поля 3. Нажмите закладку Plots (рис. 8.42).

4. Выберите один из следующих типов выделения изоповерхности в опускающемся списке IsoValType:

Цвет постоянный между точками равного поля (рис.8.41) Fringe Цвет изменяется непрерывно между равными величинами Ton Цвет изменяется непрерывно поперек графика Gourar 5. Выберите один из следующих стилей для строки в типе линии в опускающемся списке:

6. Используйте слайдер Line width, чтобы увеличить (перемещая направо) или уменьшить (перемещая налево) толщину линии.

8. По умолчанию объект ломаной линии разделен на 100 равномерно расположенных точек для постобработки. Чтобы изменить число точек на линии, напечатайте новое значение в текстовом поле для числа точек.

8. Выберите Real time mode, если Вы хотите, чтобы изменения вступили в силу немедленно в окне представления.

9. Щелкните Close, чтобы закрыть окно.

Чтобы отобразить поле или сетку разбиения в окне 3D Modeler:

1. В меню View нажмите Visibility. Появляется диалоговое окно Visibility.

2. Нажмите закладку FieldsReporter.

3. В столбце Visibility выберите поле или график сетки разбиения, которые Вы хотите отобразить (рис. 8.43). Снимите отметку с графиков, которые Вы хотите скрыть от представления. Будут видимы только отмеченные графики.

Графики поля и графики сетки сохраняются в файле проекта (.adsn);

однако Вы можете сохранять графики в файле HFSS поля с расширением (.dsp) и затем открыть его в HFSS.

Чтобы сохранить график поля или сетки в файле с расширением.dsp:

1. В дереве проекта нажмите Plot, который Вы хотите экспортировать.

2. В меню HFSS, укажите на Fields и затем нажмите Save as.

Появляется диалоговое окно Select Field Plot (рис. 8.44).

3. Отмечая Select, выберите графики, которые Вы хотите экспортировать, и затем нажмите OK. Появляется брайзер файлов.

4. Убедитесь, что Field Plot Files (.dsp), - выбранный тип файла.

5. Выберите имя файла с расширением.dsp и место его сохранения.

6. Щелкните Save. График экспортируется в указанный.dsp файл.

Файл, который Вы создали, может быть открыт в HFSS версии 9 и более поздней. Для этого нажмите HFSS>Fields>Open.

Чтобы открыть график поля или нанести сетку разбиения, которые Вы сохранили в формате поля HFSS (.dsp), в HFSS версии 9 и более поздней:

1. В меню HFSS укажите на Fields и затем нажмите Open.

Появляется браузер просмотра файлов.

2. Убедитесь, что Field Plot Files (.dsp) - выбранный тип файла 3. Найдите размещение файла с расширением.dsp и нажмите имя файла.

4. Щелкните Open. График появляется в окне представления. Он перечислен под Field Overlays в дереве проекта.

1. В меню HFSS, укажите на Fields и затем кликните Delete Plot. Появляется диалог Delete Plots (рис. 8.45).

2. Выберите график, который вы хотите удалить, и отметьте бокс Delete.

3. Кликните OK. Выбранный график удаляется. Можно просто кликнуть на график в дереве проекта и нажать клавишу Delete.

8.11.19.Установки графика поля по умолчанию Каждый новый график поля использует установки по умолчанию, заданные в диалоге Set Plot Defaults. Чтобы модифицировать установки графика по умолчанию:

1. Если папка с графиком не была создана, кликните Field Overlays в дереве проекта.

2. В меню HFSS, укажите на Fields, и затем кликните Set Plot Defaults.

Появляется диалог Set Plot Defaults (рис. 8.46).

3. Выберите решение для нанесения на график из списка Solution.

4. Выберите папку, в которую будет занесен новый график, из списка Quantity type.

Выберите один из следующих режимов:

New Folder Automatic HFSS как большинство соответствующего основанного на составленном графике величин поля. Например, все графики An existing 5. В поле Intrinsic Variables задайте частоту и фазовый угол, при которых будет рассчитана величина поля.

6. Кликните OK.

Графики, содержащиеся в одной и той же папке, будут использовать одни и те же цвета. Масштаб Auto основан на максимальном значении, представленном на графике.

По определению, величина удельной поглощаемой мощности (SAR – Specific Absorption Rate) в объеме пространства равна - проводимость материала в данном объеме, См/м, где Е – напряженность поля, В/м, - удельная плотность вещества, кг/м3.

HFSS использует это определение удельной мощности поглощения (SAR) при выводе графика локального SAR или усредненного значения SAR. Чтобы изме-нить настройки, которые приняты по умолчанию:

1. В меню HFSS укажите на Fields и затем нажмите SAR Setting.

Появляется диалоговое окно Specific Absorption Rate Setting (рис. 8.47).

2. В текстовом поле Material Density введите плотность массы диэлектрического материала в g/cm3.

3. В поле Mass of Tissue введите массу материала, который окружает каждую точку сетки разбиения. Это может быть значение между 1 и 10.

4. Щелкните OK. Отметим, что параметры настройки на расчет SAR относятся к полной модели. Чтобы построить график SAR внутри объема с несколькими диэлектрическими объектами, каждый с их собственной плотностью массы, установите плотность массы каждой части объема, и тогда график SAR будет относиться ко всей модели.

Расчет SAR, производимый при устанавке Quantity = Average_SAR (рис.

8.48), предназначен для нахождения поглощения мощности в биологических объектах. Одна из прикладных задач, - это расчет мощности поглощения в голове человека при работе сотового телефона, находящегося в непосредственной близости от головы.

Моделирование такой сложной системы, как антенная система сотового телефона (рис. 8.49), реально только с помощью численных методов на электродинамическом уровне. Численные методы решения уравнений Максвелла, с учетом граничных условий, источников, металлических и диэлектрических объектов в пространстве, работают тем точнее, чем большими компьютерными ресурсами располагает исследователь.

Добавление в анализируемое пространство тела человека, с точки зрения моделирования представляющее собой диэлектрический материал с большими потерями, значительно усложняет задачу. Однако именно расчет и минимизация мощности, поглощаемой в теле человека при работе сотового телефона, является одной из приоритетных задач проектирования сотового телефона. Норма поглощения мощности по отношению к весу определяется величиной SAR 1.6 Вт/кГ.

Рис. 8. 49. Модель сотового телефона состоит из корпуса и антенной системы, в которую входит спиральная антенна и несимметричный вибратор (штырь), включенные параллельно В качестве примера рассмотрим трехслойную модель головы человека (табл.1).

Табл.1. (В скобках указаны параметры для частоты 1.9 ГГц) В литературе можно найти и более детальные модели головы человека. В программе HFSS с помощью операций объединения и вычитания трехмерных объектов с заданной проницаемостью и проводимостью можно построить модель головы любой сложности.

Методика расчета мощности, поглощаемой в голове пользователя, с помощью программы HFSS состоит в определении величины SAR на плоскости (рис. 8.50) или вдоль линии, пересекающей все слои головы насквозь. В этом режиме можно рассчитать зависимость SAR от расстояния до антенны.

Рис. 8.50. Вывод величины поглощения мощности SAR (пропорциональной нагреву) на различных глубинах в биологическом теле Таким методом можно рассчитать поглощение мощности в любой точке модели головы. На рис. 8.50 можно видеть, что внутри головы человека существуют точки, в которых наблюдается концентрация энергии. Из-за особенностей корпуса и всей антенной системы происходит фокусировка ближнего поля в голове, из-за чего исчезает характер монотонного спадания поля с удалением от корпуса телефона с антенной. Усредненную мощность в пространстве этих точек нужно рассчитывать, используя статистический анализ. Однако расчеты показывают, что небольшие металлические предметы, например серьги в ушах, наводя небольшие статистически усредненные поля, могут создавать значительные мощности в некоторых точках внутри тела!

Очень важный для практики вывод, который следует из многочисленных расчетов: корпус телефона может концентрировать поле в отдельных точках, работая как зеркальный отражатель. Этот расчетный результат получен при виртуальном сечении модели головы плоскостями, параллельными сторонам корпуса телефона. Скачки в концентрации поля достигают 10 дБ, при общей тенденции спада мощности поглощения к центру головы.

Итак, программа HFSS обладает уникальными возможностями, которые позволяют применить её для решения задач анализа антенной системы сотового телефона.

Большие возможности постпроцессорной обработки результатов расчета не только усиливают возможности проектировщика, но и позволяют выявлять и анализировать новые физические явления в СВЧ-структурах.

Постпроцессорный расчет ближнего поля и характеристик излучаемой системы Чтобы увидеть поле излучения вблизи источников возбуждения, портов или щелей, нужно задать поверхность, на которой поля будут рассчитаны.

Значения полей по этой поверхности используются, чтобы вычислить поля в пространстве, окружающем устройство.

Все пространство условно можно разбить на две области — ближнюю зону и дальнюю зону. Ближняя зона - область, ближайшая к источнику.

Чтобы рассчитать параметры антенны, нужно создать сферическую поверхность в дальней зоне, задавая ее размер и шаг изменения углов phi и theta. Этим задаются направления, по которым будут рассчитываться излучаемые поля Рис. 9.1. Пример излучаемой системы: антенна с переключающейся поляризацией. Наряду с характеристиками антенны, важно выполнить анализ ближнего поля вблизи неоднородностей конструкции.

. После задания поверхности излучения, HFSS может вычислить диаграмму направленности излучения антенны и параметры антенны. HFSS может рассчитать такие параметры антенны (рис. 9.1), как максимальная интенсивность поля, пиковая направленность, пиковое усиление, и КПД.

При анализе ближнего поля, HFSS может также вычислить, например такие параметры, как максимум полного E-поля на заданной поверхности или линии.

Чтобы рассчитать ближние поля на сферической поверхности, эту сферу необходимо создать. Выберите объект Sphere из списка Geometry в диалоговом окне Traces. Для этого:

1. Нажмите HFSS>Radiation>Insert Near Field Setup>Sphere.

Появляется окно Near Field Radiation Sphere Setup (рис. 9.2).

Рис. 9.2. Установка сферы ближнего поля радиусом 20 мм 2. В закладке Sphere, в поле Name напечатайте имя сферы.

3. Выберите радиус Radius, чтобы вычислить излучаемые поля на расстоянии от начала координат в сферической системе координат, которая задается в закладке Coordinate System.

4. Задайте диапазон углов Phi и Theta (рис. 9.2).

a. Задайте Phi, в градусах (deg) или радианах (рад): 0, 360,10.

b. Задайте Theta, в градусах (deg) или радианах (рад):-180, 180, При вычислении ближнего и дальнего полей Вы должны задать по крайней мере одну границу излучения или границу PML в проекте. При изменении поверхности излучения, HFSS вычисляет излучаемые поля без повторного решения задачи.

5. Нажмите закладку Coordinate System, и затем задайте ориентацию сферы одним из следующих путей:

• чтобы сориентировать сферу в глобальной системе координат (CS), выберите Use global coordinate system.

• чтобы сориентировать сферу согласно заданной пользователем CS, выберите Use local coordinate system (рис. 9.3), и затем CS из списка Choose from existing coordinate systems.

Рис. 9.3. Закладка Coordinate System, в которой задается система 6. Чтобы задать поверхность, отличную от Radiate Surface или границы PML для интегрирования излучаемого поля (например сложной поверхности для антенной решетки), сделайте следующее:

a. Откройте закладку Radiation Surface.

b. Выберите режим Use Custom Radiation Surface.

c. Выберите заданный список поверхностей (рис. 9.4). HFSS будет использовать эти поверхности при вычислении ближних полей. Список поверхностей не может включать поверхность, которая находится на PML.

Рис. 9.4. Закладка, в которой задается плоскость интегрирования поля 7. Щелкните OK. Сфера создана. Она появляется в дереве проекта в разделе Radiation. Нужно задать, по крайней мере, одну границу излучения или PML в проекте, чтобы вычислить ближнее поле, независимо от того, какое излучение имеется на поверхности, которую Вы используете при вычислении ближнего поля. Не нужно снова решать задачу, если Вы модифицируете поверхности излучения в окне Near Field Radiation Sphere Setup.

Рис. 9.5. Ближнее поле на сфере, отстоящей от центра на 20 мм Отметим, что для областей сферы вне области моделирования, ближнее поле рассчитывается приближенно. Однако если части сферы находятся внутри облас-ти моделирования, используются моделируемые поля, рассчитывая интерпо-лированные значения. Считается, что сечение сферы перекрывает модель, если она лежит в расширенной области моделирования с учетом плоскостей симметрии.

9.2. Расчет значений ближнего поля вдоль линии Чтобы получить зависимость значения ближнего поля вдоль линии, необходимо создать эту линию в пространстве. Она может быть ломаной линией с двумя или больше сегментами. Чтобы вывести график ближнего поля по линии, нужно выбрать объект линии из списка Geometry в диалоговом окне Traces, когда Вы создаете сообщение. Чтобы получить зависимость ближнего поля вдоль линии:

1. Начертите ломаную линию в режиме постобработки.

2. Нажмите HFSS>Radiation>Insert Near Field Setup>Line. Появляется диалоговое окно Near Field Line Setup (рис. 9.6).

Рис. 9.6. Установки для вывода значения ближнего поля вдоль линии 3. В закладке Near Field Line Setup, напечатайте имя линии в текстовом поле Name.

4. Выберите ломаную линию, по которой Вы хотите рассчитать ближнее поле из списка Choose Line.

5. Задайте Number of points в линии. Это - общее количество равномерно расположенных точек по линии. Задание точек на линии дает возможность составить график значений ближнего поля относительно нормированного расстояния, то есть создать график значения поля относительно расстояния по линии.

Рис. 9.7. Линии, прочерченная в антенной конструкции, вдоль которой рассчитывается и выводится модуль электрического поля Рис. 9.8. Зависимость ближнего поля E по линии, пересекающей волноводную 6. Чтобы задать поверхность другую, чем поверхность излучения Radiate или граница PML, сделайте следующее:

a. Нажмите закладку Radiation Surface.

b. Выберите Use Custom Radiation Surface.

c. Выберите определенный список поверхностей из списка.

Рис. 9.9. Закладка выбора поверхности излучения HFSS будет использовать поверхности в списке поверхностей как излучающие поверхности при вычислении ближних полей. Список поверхностей не может включать поверхность, которая находится на объекте PML.

7. Щелкните OK.

9.3. Расчет параметров максимума ближнего поля Чтобы вычислить максимальное поле в ближней зоне, необходимо задать по крайней мере одну границу излучения или PML.

1. Щелкните правой кнопкой мыши значок Sphere или Line в дереве проекта и затем нажмите Compute Max Parameters в выплывающем меню.

Рис. 9.10. Выбор типа решения и шага адаптивного уплотнения Замечание. Для тех частей линии ближнего поля, которые находятся вне моделируемой области, ближнее поле рассчитывается приближенно. Однако, если части линии лежат внутри области моделирования, используются интерполированные значения вычисляемых полей. Линия, вдоль которой рассчитывается ближнее поле, как видно, пересекает модель, если она находится в области моделирования вне имеющейся плоскости симметрии.

Появляется диалоговое окно Select Solution (рис. 9.10).

2. В закладке Select Solution, выберите решение, для которого Вы хотите получить параметры ближнего поля.

Рис. 9.11. Выбор значения внутренней переменной - частоты 3. В закладке Intrinsic Variables, выберите частоту, на которой вычисляются параметры ближнего поля (рис. 9.11). Появляется окно Max Field Data (рис.

9.12), перечисляя информацию о ближнем поле.

Рис. 9.12. Параметры ближнего поля вдоль линии Line В этой таблице даются компоненты точки максимума поля, и нормализованное расстояние вдоль по линии, при которых они достигаются.

После того, как решение закончено, полезно вывести вид разбиения на конечные элементы на поверхностях или в объеме трехмерных объектов.

Это дает информацию о максимальных напряженностях поля в области решения. Для этого:

1. Выберите поверхность, или объект, чтобы создать сетки разбиения на поверхности или в пределах объема.

2. В меню HFSS, укажите на Field и затем нажмите Plot Mesh. Сетка появляется на поверхности или объекте, который Вы выбрали (рис. 9.13).

Рис. 9.13. Сетка разбиения на ячейки на поверхности дипольной антенны и линия, на которой выводится ближнее поле Чтобы установить атрибуты разбиения на сетку:

1. В меню HFSS укажите на Fields, и затем Modify Plot Attributes.

Появляется окно Select Folder (рис. 9.14).

Рис. 9.14. Выбор папки, в которой сохраняются данные решения 2. Выберите папку, содержащую разбиение на сетку (MeshPlots), которую вы хотите изменить, и нажмите OK. Все графики в выбранной папке будут изменяться. Появляется диалоговое окно с параметрами настройки атрибутов графика разбиения на сетку.

3. Нажмите график сетки, который Вы хотите изменить в списке Plot.

4. Используйте слайдер Scale factor, чтобы увеличить (перемещая направо) или уменьшить (перемещая влево) размер тетраэдров. Масштабный коэффициент равный 80 % чертит тетраэдры в 80 % их первоначального размера (рис. 9.15).

Рис. 9.15. Изменение атрибутов разбиения на ячейки 5. Используйте слайдер Transparency, чтобы увеличить (перемещая направо) или уменьшая (перемещая налево) проницаемость графика.

Это полезно для просмотра объектов или графиков позади объекта.

6. Выберите параметры вывода графика:

7. В разделе Mesh color нажмите палитру цветов Line, и затем выберите цвет для структуры тетраэдров из палитры Color.

8. Под Mesh color, нажмите палитру цветов заполнения Filled, и затем выберите цвет для заполнения тетраэдров из палитры Color.

9. Выберите Surface Only, чтобы отобразить только поверхности тетраэдров, которые лежат на поверхностях объектов. Очистите эту опцию, чтобы начертить все тетраэдры внутри выбранных объектов.

10. Нажмите Save as default, если Вы хотите, чтобы параметры настройки применились, чтобы выполнить разбиение, созданные после этого действия.

11. Выберите Real time mode, если Вы хотите, чтобы изменения вступили в силу немедленно. Если эта опция снята, нажмите Apply, когда Вы хотите видеть изменения. Тетраэдры чертятся в виде каркасов.

12. Щелкните Close для отклонения окна.

После анализа разбиения на ячейки, можно принять решения о тех объектах, в пределах которых разбиение недостаточное, и увеличить количество адаптивных проходов, для более плотного разбиения в критических областях.

После того, как HFSS получил решение, все результаты для того решения доступны для анализа. Анализировать результаты решения можно, создавая двумерные или трехмерные графики, на которые выводятся соотношения между размерами или параметрами конструкции и соответствующими результатами расчета. Характеристики выводятся (рис. 9.16), используя диалоговое окно Traces (рис. 9.17).

Рис. 9.16. Создание графиков ближнего поля Возможные характеристики в диалоговом окне Traces зависят от типа сообщения, который Вы создаете и доступные данные решения.

Рис. 9.17. Вывод параметров ближнего поля E Рассмотрим общую процедуру для вывода характеристик:

1. В меню HFSS укажите Results, и затем нажмите Create Report.

Появляется диалоговое окно Create Report.

2. В списке Target Design, нажмите модель проекта, содержащую данные решения, которые вы ходите вывести на график.

3. В списке Report Type, нажмите тип данных, по которым Вы хотите составить график.

4. В списке Display Type, выберите вид графика (прямоугольный, трехмерный, диаграмму Смита).

5. Щелкните OK. Появляется диалоговое окно Traces.

6. В списке Solution (рис. 9.17), нажмите решение, содержащее данные, которых Вы хотите составить график.

7. В списке Domain, нажмите область анализа. Для графиков S-параметров выберите частоту или время (Time).

9. Чтобы создать математическое выражение, с помощью которого рассчитывается график, щелкните кнопку Output Variables. Появляется диалоговое окно Output Variables. В нем записывается выражение, с помощью которого Вы хотите составить график.

9. Прибавьте одну или большее количество линий характеристик в график.

10. Щелкните Done.

После создания, графики появляются в окне (рис. 9.18). Они будут перечислены в дереве проекта.

Рис. 9.18. Вывод графика ближнего поля вдоль линии Все графики сохраняются с задачей, и переносятся в новый проект при копировании. Рекомендуется ненужные графики удалять, чтобы уменьшать размеры файла решений.

Чтобы изменить данные, который составляет график в сообщении:

1. В дереве проекта, нажмите сообщение, которое Вы хотите изменить.

2. В меню Report2D или Report3D, нажмите Modify Report.

Появляется диалог выбора характеристик (рис. 9.17).

3. Измените выбор в диалоговом окне Traces.