手动设置HFSS的网格划分规则以提升高速传输线仿真精度

2015-03-23 08:40:33 来源:END
分享到:
标签:

 

概述:

在传统的高速链路SI仿真中,使用3D电磁场仿真工具仿真传输线往往会产生规模大、效率低、精度差等问题,因此除了过孔、连接器等关键不连续结构外,剩余的 长传输线部分通常会使用2D的仿真器代替,该仿真结果在10GHz以下一般可以满足精度要求。但随着链路的传输速率越来越高,特别是当链路速率达到 14Gbps甚至25Gbps时,传输线的截面结构、弯曲方式等对链路阻抗的影响变得不可忽略,需要对传输线结构进行3D电磁场仿真来提取足够精准的无源 仿真模型。

 

HFSS默认的自适应网格划分对大而均匀或是小而精细的结构均有较好的效果,但长直传输线同时具备了规模大,尺寸精细的特点,在网格划分时不容易做到精度和效率的兼顾,需要手动设置网格划分规则。

 

下面,对HFSS使用不同的网格划分规则时的应用进行分析。

 

1.无限制自适应网格划分

使 用HFSS建立1inch长的带状线仿真模型,如图1,仿真端口均为WavePort;Mesh算法为TAU/Tolerant,对网格尺寸无限制;仿真 解析频率为15GHz,最大Delta S为0.02,最小Converged Passes为2;仿真求解器为2阶直接求解器,仿真频率为0.1~20GHz,线性步长为10MHz;其他设置参数为HFSS默认。为了让传输线的损耗 仿真结果更加精确,在仿真中设置了铜表面粗糙度,模型为Huray模型[4],Nodule Radius为0.05um,Hall-Huray Surface Ratio为2。(该设置为下文中所有仿真的默认设置)

 

图1 传输线结构的HFSS仿真模型

 

仿真与测试的S21插入损耗与相位的对比结果如图2,红色曲线为仿真结果,蓝色区曲线为测试结果,其中损耗结果的偏差较大,约为10%。

 

图2 1inch传输线损耗与相位的仿真与测试结果

 

TDR 的仿真与测试结果对比如图3,红色曲线为仿真结果,蓝色曲线为测试结果,绿色虚线为设计参考值。由于PCB生产工艺只能保证阻抗偏差小于±10%,因此以 设计参考值作为阻抗仿真的评定标准。由图可得,使用无控制自适应Mesh算法得到的阻抗结果偏差约为1~2Ohm。

 

图3 TDR阻抗特性的仿真与测试结果

 

自适应算法在相位仿真上结果较为准确,但在损耗与阻抗的仿真中,无限制的自适应算法的偏差较大,需要进一步控制网格划分方式,提高仿真精度

 
关注与非网微信 ( ee-focus )
限量版产业观察、行业动态、技术大餐每日推荐
享受快时代的精品慢阅读
 

 

继续阅读
利用HFSS优化法快速确定天线的相位中心

天线所辐射出的电磁波在离开天线一定的距离后,其等相位面会近似为一个球面,该球面的球心即为该天线的等效相位中心。

HFSS三种辐射边界的区别与选择技巧

众所周知,HFSS里面的吸收边界条件有3个,分别是Radiation(ABC)、PML和FE-BI,那么这三个边界的应用有什么区别?应该怎么应用呢?今天小编在这里给大家好好分析一下。

HFSS二维薄片等效三维导体的应用技巧

在许多电磁仿真应用中,导体厚度不是影响器件电性能的关键因素,并且去掉导体厚度还可以提高解决效率。今天小编就和大家聊聊HFSS二维薄片或面上的的边界设置应用技巧。

基于HFSS的射频微波系统设计仿真平台介绍

射频/微波电路是雷达、导航、测控、制导、通信和电子对抗系统的重要组成部分,对系统 的性能和可靠性有重要影响。随着小型化要求和系统指标包括发射功率、接收灵敏度、工作带宽、通道一致性的不断提高,对射频微波有源和无源电路提出了更高的 要求,进一步加大了设计难度。

单频圆形微带贴片天线设计

微带天线是在一块背面敷以金属薄层作接地板的介质基片上,贴一金属辐射片而形成的天线。它有微带线和同轴线这两种主要的馈电方式。微带天线在金属贴片与金属接地板之间激发辐射场,通过贴片四周与接地板之间的缝隙向外辐射,因此也称作缝隙天线。

更多资讯
基于AD9957实现射频数字化短波发射机内部数字上变频模块和AD转换模块的方案
基于AD9957实现射频数字化短波发射机内部数字上变频模块和AD转换模块的方案

首先简要介绍了射频数字化短波发射机的基本原理以及AD9957芯片的主要功能,然后提出了一种利用AD9957芯片QDUC模式实现射频数字化短波发射机内部数字上变频模块和数/模转换模块的方案,对该模式下基带数据产生、时钟配置和串口编程的方法进行详细阐述,最后给出了AD9957在短波发射机中应用方案的仿真结果和硬件实测结果。

Pasternack推出提供介于50MHz~6000MHz之间的六个单输出频率的锁相振荡器
Pasternack推出提供介于50MHz~6000MHz之间的六个单输出频率的锁相振荡器

业界领先的射频、微波及毫米波产品供应商美国Pasternack公司推出一系列新型锁相振荡器(PLO),这些锁相振荡器可提供精确稳定的输出频率,而且具有相位噪声和杂波性能低的优点,从而成为雷达和其他辐射器或频率生成应用的理想选择。

基于51单片机和IC射频卡的射频识别门禁系统设计
基于51单片机和IC射频卡的射频识别门禁系统设计

射频识别技术,主要是一种非接触式的自动识别技术,在其应用的过程当中,需要在电磁原理的基础上利用射频信号来对目标对象进行信息的获取,由于其应用的广泛,可以实现在不同区域内的应用,因此被广泛的应用在了各种环境的作业当中。

基于ACP技术的高效RF规划优化案例分析
基于ACP技术的高效RF规划优化案例分析

无线网络的RF(Radio Frequency,射频)规划优化是一项重要且浩大的工程,移动运营商在规划、建设和优化无线网络的过程中,经常会面临如下挑战:

超高频RFID电子标签有哪些标准及应用?看看着五点
超高频RFID电子标签有哪些标准及应用?看看着五点

射频识别(Radio Frequency IdenTIficaTIon),简称RFID,是一种非接触式的自动识别技术,它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,识别工作无须人工干预,可工作于各种恶劣环境。

Moore8直播课堂