HFSS和Designer協(xié)同仿真之Combline濾波器設(shè)計(jì)

    首先從菜單欄的 Circuit > Design Properties > Local variables > Optimization 中選中需要參與優(yōu)化的變量：res1-height, res2-height, pole-length, S1, S2。

    優(yōu)化設(shè)置與例一類似：

    經(jīng)初步優(yōu)化后的濾波器頻響特性如下圖所示，優(yōu)化是比較細(xì)致的工作，一般要通過幾次 優(yōu)化微調(diào)才能達(dá)到較好的指標(biāo)。

    5) Ansoft Designer 與 HFSS 的仿真結(jié)果對(duì)比與討論

    對(duì)于這個(gè)例子中的濾波器，相對(duì)帶寬只有不到4%，因此對(duì)于仿真精度的要求很高。關(guān)于仿真精度的討論是初次使用協(xié)同仿真的設(shè)計(jì)者十分關(guān)注的話題。下面我們對(duì)比了在不同的求解精度下（也就是收斂度convergence）整個(gè)濾波器結(jié)構(gòu)在HFSS 中進(jìn)行仿真的結(jié)果與根據(jù)協(xié)同仿真在Ansoft Designer 中的仿真結(jié)果。

    當(dāng)整個(gè)濾波器結(jié)構(gòu)在 HFSS 中進(jìn)行仿真，收斂度達(dá)到3.6%時(shí)，消耗的峰值內(nèi)存將超過2GB；而協(xié)同設(shè)計(jì)中的單個(gè)基本單元在HFSS 中仿真時(shí)，收斂度達(dá)到0.4%，消耗的內(nèi)存峰值僅為300MB 左右。如果我們將頻帶縮小到 385MHz～415MHz，我們會(huì)仔細(xì)地觀察到上述 兩種情況下的仿真頻響曲線還是會(huì)有不到500kHz 的頻偏。而我們好奇的是，哪個(gè)仿真結(jié)果會(huì)更準(zhǔn)確？

    于是，我們繼續(xù)加密網(wǎng)格，進(jìn)一步的提高 HFSS 的收斂度（也就是求解精度）。當(dāng)HFSS 的收斂度達(dá)到1.6%時(shí)，消耗的峰值內(nèi)存為3GB，用這時(shí)的仿真結(jié)果和剛才的協(xié)同仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，我們不難發(fā)現(xiàn)，虛線的 HFSS 頻響曲線正在向?qū)嵕�所表示的協(xié)同仿真的頻響曲線靠攏，這次的差距只有不到300kHz。根據(jù)我們對(duì)仿真工具的理解，我們可以認(rèn)為協(xié)同設(shè)計(jì)的仿真結(jié)果將更逼近于真實(shí)結(jié)果。

    正如我們?cè)僖淮巫C實(shí)了的：收斂度是網(wǎng)格剖分算法的基礎(chǔ)，如果我們將復(fù)雜的結(jié)構(gòu)離散成若干基本單元，基本單元的仿真收斂度越好，協(xié)同仿真的結(jié)果就會(huì)越精確，對(duì)于相對(duì)帶寬較小的帶通濾波器來說尤其是這樣。

    從上述兩個(gè)帶通濾波器的例子我們可以看到，Ansoft 協(xié)同設(shè)計(jì)方法不但將濾波器的設(shè)計(jì)周期從數(shù)周縮短到數(shù)日，并且降低了對(duì)計(jì)算機(jī)內(nèi)存的需求，并且相比起濾波器整體在 HFSS 中仿真來說設(shè)計(jì)者更容易獲得較高的精度。

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