CST仿真微带线出现高次mode，并与ADS和HFSS对比试验

radio_of_rru

本帖最后由 radio_of_rru 于 2015-7-5 15:38 编辑

1. 微带传输线：

根据给定的板材信息，利用polarsi9000计算50欧姆微带线的线宽，然后在ADSmomentum，HFSS和CST分别建模计算，比较三者软件间的仿真区别。

2.建模和仿真：

（1）polar si9000计算：Rogers4350B，厚度0.508mm，ER为3.66，TAND为0.003，工作频率为10GHz，计算所得线宽为1.05mm，如图1所示。

图1polar SI9000计算微带线

（2）利用polarsi9000计算的线宽在ADS原理图内建模并转入momentum做2.5D仿真，过程如下图。

图2ADS原理图仿真

图3momentum 2.5D仿真

（3）CST仿真：将momentum模型导入CST2013仿真，或者在CST中自己建模。仿真步骤如下：

图4 CST仿真和告警信息

图5 CST仿真结果

疑问：图4显示的告警信息如下：Some higher order propagating modes atport 1 are not considered in time domain calculation. This possibly leads to aninaccurate energy balance. Consider to increase the number of modes or decreasethe upper frequency limit. 大概意思是有高次模出现，请问除了增加mode该如何解决？修改模型怎么处理？另外，我尝试过自己建模，也出现了该问题。

（4）HFSS仿真：按照模型，在hfss内部建模或者直接将CST模型转为hfss模型（缺点是不能参数化），方针如下：

图6 HFSS内部建模

图7 HFSS仿真结果

（5）结果分析：同样的介质和微带模型（线宽1.08mm、长20mm），分别在ADS的原理图、momentum、CST2013和HFSS13中建模仿真，结果有一定差异，如下表：

仿真器	S11	S21
ADS schematic	-60.432dB	-0.082 dB
ADS momentum	-35.859dB	-0.095dB
CST2013	-31.865dB	-0.082dB
HFSS13	-30.153dB	-0.113dB

另外，对比4个仿真器的S参数结果，如图8和图9所示：

图8 四种仿真器S11参数对比

图9 四种仿真器S21参数对比

高次模的出现是否会影响主模的传输，不是很理解，是建模不合理还是微带线上肯定就存在高次mode？该如何解决。

有兄弟姐们能明白这个问题的帮忙回复解决下，或者邮箱我radio_of_rru@163.com,qq:2634859430,非常感谢。

radio_of_rru · 发表于 2015-7-5 16:49:40

来人顶下啊，各位大牛

小老虎 · 发表于 2015-7-5 19:16:35

我来顶一下。群里的大牛帮忙看一下这个问题怎么解决？
火烽大神是不是擅长这类问题的解决？

东北人-297391 · 发表于 2015-7-6 07:42:04

(5)结果分析中，ADS\HFSS不会用，但是看起来除了第一个，都不差不多少啊；另外，CST出现高次模的警告时，要么增加网格，要么降低最高频点的设定。一般来说，CST的仿真结果还是比较准确的。

radio_of_rru · 发表于 2015-7-6 21:24:49

东北人-297391 发表于 2015-7-6 07:42
(5)结果分析中，ADS\HFSS不会用，但是看起来除了第一个，都不差不多少啊；另外，CST出现高次模的警告时，要 ...

应该是空气腔内出现了高次模，频率在17.6GHz左右，把最高频率设置在17.2GHz就没报该问题。

火烽 · 发表于 2015-8-3 14:10:20

小老虎发表于 2015-7-5 19:16
我来顶一下。群里的大牛帮忙看一下这个问题怎么解决？
火烽大神是不是擅长这类问题的解决？
...

感谢小老虎的夸奖

火烽 · 发表于 2015-8-3 14:37:37

分两部解释
1、在10GHz的时候，ADS、CST、HFSS都有回波-30dB以上，转化成驻波在1.065以内，再转为以50欧为底数的smith圆图里，区间是以46.95欧-53.25欧为直径的小圆内，对于实际的工程设计而言，三者几乎可以是等效的。举例说：哪怕你设计的微带特性阻抗是严格50.0欧的，由于PCB加工的误差（0.5-1.5mil）也会导致你实际加工出来的东西不是严格50.0欧的。个人觉得不是非常精密的测试系统下，驻波1.1以内已经是非常好了，例如你的衰减器的驻波肯定是低频1.05左右，10GHz肯定有1.1左右了，频率越高，驻波会变差
2、高次模
微带线的传输模式是基于径向场很小的情况下，可以等效认为是准横电磁波，但是当基板的厚度接近波长以后，就会出现高次的TM和TE模，其本质原因是由于介电常数随着频率升高而变化，并且和微带的W/H也有关系，这个是正常的。从你的仿真结果上看，我觉得都挺准的。最后你需要注意ADS版图腔体高度是无穷大的，而HFSS和CST的腔体是有高度的，建议你如果要对比的话，最好把他们的高度设置为一样高

凌波微步-3523 · 发表于 2015-8-5 16:00:02

建议实际制做相同传输线结构，再精确测试，数据最能说明问题，哪种方法更准确。

实际制作相同传输线结构的测试结果，会在约6G以上高频段与仿真结果较大差异，不是仿真结果不准确，也不是制作误差的主要原因，实际传输线结构的制做和测试有在6G以上有很多窍门，不然高频测试夹具也不会这么贵了。

pnono · 发表于 2015-9-25 11:31:08

过来学习下。软件仿真正在学习中。。。
进行过微带线的实测，超过7G时，连接线及夹具等如果高频特性不好，结果也会很差。

CST仿真微带线出现高次mode，并与ADS和HFSS对比试验

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