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魔T工程案例分享——教学案例
本教学案例针对煌沣电磁仿真软件V1.0免费版初学者利用高频瞬态求解器进行仿真和设计。本案例通过建模、设置仿真参数、计算求解和结果分析等过程来计算魔T在不同频率下的散射参数。根据本案例的指导,你将学会如何应用煌沣电磁仿真软件V1.0免费版完成下面的各项任务。
(1)几何建模
(2)设置仿真参数
(3)设计检查
(4)计算求解
(5)结果分析
1.1 案例介绍
在本教程中,您将学习如何模拟矩形波导器件,作为矩形波导的典型示例,您将分析一种众所周知且常用的高频器件:Magic Tee,获得的有关如何对该器件进行建模和分析的知识也可以应用于其他包含矩形波导的器件。
Magic Tee背后的主要思想是将E平面和H平面T形结波导相结合。本教程仅专注于S参数和电场。在这种特定的情况下,端口1和端口4(端口设置参考仿真设置下的端口设置)是去耦的,因此可以期望S14和S41很小。
启动煌沣电磁仿真软件V1.0免费版,点击高频瞬态求解器。
点击保存(快捷键Ctrl+S),设置好保存路径和工程名,然后点击确定。
3.1单位设置
在开始建模前需要设置应用的单位,该功能在煌沣电磁仿真0.1.0中的位置如图所示
将对话框中的尺寸设置为mm、温度设置为Kelvin、频率设置为GHz、时间设置为ns。完成设置后如下图:
点击确定后即可完成单位参数的设置
3.2建模
点击工具栏中的建模
进入到建模界面。
在此界面中可以完成模型的创建,布尔运算等操作。现在定义第一个长方体,通过选择成型特征→方块完成此操作。点击方块按钮后出现以下对话框:
点击指定点栏右边的图标
在出现的对话框中输入顶点坐标(-50,0,-10)
点击确定后,在出现的对话框中输入长度(XC)为100,宽度(YC)为50,高度(ZC)为20
点击确定在视图区出现第一个方块
点击方块创建第二个长方体,在顶点对话框中输入坐标(-25,50,-10)
点击确定后在出现的对话框中输入长度(XC)为50,宽度(YC)为30,高度(ZC)为20
点击确定在视图区出现第二个方块
点击方块创建第三个长方体,在顶点对话框中输入坐标(-10,0,10)
点击确定后在出现的对话框中输入长度(XC)为20,宽度(YC)为50,高度(ZC)为30
点击确定在视图区出现第三个方块
完成后在左侧的导航树下鼠标右键或双击可以查看或修改方块的材料,位置和大小。
在这里保持默认材料为vacuum即可完成对Magic Tee的模型创建。
4.1参数设置
点击参数按钮
随后出现如下对话框
将最小频率设置为3.4,最大频率设置为4。最大求解时间和时间步长缩放因子保持默认,不勾选硬件加速。将精度设置为-40dB,不勾选只计算端口模式。完成参数设置。
4.2背景设置
点击背景按钮
随后出现如下对话框:
在该对话框中将背景材料设置为pec,不勾选各方向一致,将所有方向设置为0,完成该工程的背景设置。
4.3边界设置
点击边界按钮
将出现如下对话框:
在该对话框中对称面保持默认设置,不勾选各方向一致,将所有方向的边界条件修改为理想电边界,点击确定即可完成边界条件的设置。
4.4端口设置
点击波导端口按钮
方式选择:选择面,点击如下图所示面
其他保持默认设置点击确定,完成端口1的设置。同上完成端口2、端口3、端口4的设置,如下图:
在该界面中可以看到设置好的端口以及其他仿真设置(监视器、信号等),双击设置好的端口可以查看或修改该端口
4.5 网格设置
点击网格设置按钮
在该对话框中选择
1.设置方式:设置参数
2.切平面
法线:Z
位置:10
3.最大网格设置
选择使用相同设置
模型近区域:15
最大网格步长:最长边的网格数目
最小网格步长设置
4.最小网格步长:最大与最小网格步长的比值
最大与最小网格步长的比值:10
区间过渡数:3
相邻网格步长最大比值:1.45
完成上述设置后点击更新预览
在该对话框的网格信息中出现网格数目等信息。点击确定完成网格设置。
4.6 面片化设置
点击面片化设置按钮
出现如下对话框
类型:快速模式
面质量:精细
边质量:中
点击更新预览
点击确定完成面片化设置。
点击计算按钮
点击激励列表会出现如下对话框
在该对话框中点击源类型后的小箭头
选择激励选择,在后方的激励类型中点击后方的小箭头
选择顺序激励端口(S参数),在下方的4个端口信号中勾选Port1,点击确定,完成激励选择设置。
点击确定后开始计算在右下角的进度条窗口可以查看计算的进度
等待计算结束即可。
点击界面左下角的结果树。
随后在出现的界面中
点击一维结果前的+,将以为结果展开,随后点击端口信号,和散射参数在界面视图区出现所有端口的信号图
或者点击其中一个端口,视图区展示该端口的信号
上图为端口1的入射信号和S11散射参数图。
点击二维/三维结果前的+,可以查看端口处的电场和磁场分布情况。
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1.概述
本教学案例针对煌沣电磁仿真软件V1.0免费版初学者利用高频瞬态求解器进行仿真和设计。本案例通过建模、设置仿真参数、计算求解和结果分析等过程来计算魔T在不同频率下的散射参数。根据本案例的指导,你将学会如何应用煌沣电磁仿真软件V1.0免费版完成下面的各项任务。
(1)几何建模
(2)设置仿真参数
(3)设计检查
(4)计算求解
(5)结果分析
1.1 案例介绍
在本教程中,您将学习如何模拟矩形波导器件,作为矩形波导的典型示例,您将分析一种众所周知且常用的高频器件:Magic Tee,获得的有关如何对该器件进行建模和分析的知识也可以应用于其他包含矩形波导的器件。
Magic Tee背后的主要思想是将E平面和H平面T形结波导相结合。本教程仅专注于S参数和电场。在这种特定的情况下,端口1和端口4(端口设置参考仿真设置下的端口设置)是去耦的,因此可以期望S14和S41很小。![]()
2.创建工程
启动煌沣电磁仿真软件V1.0免费版,点击高频瞬态求解器。
点击保存(快捷键Ctrl+S),设置好保存路径和工程名,然后点击确定。
3.几何建模
3.1单位设置
在开始建模前需要设置应用的单位,该功能在煌沣电磁仿真0.1.0中的位置如图所示
将对话框中的尺寸设置为mm、温度设置为Kelvin、频率设置为GHz、时间设置为ns。完成设置后如下图:
点击确定后即可完成单位参数的设置
3.2建模
点击工具栏中的建模
进入到建模界面。
在此界面中可以完成模型的创建,布尔运算等操作。现在定义第一个长方体,通过选择成型特征→方块完成此操作。点击方块按钮后出现以下对话框:
点击指定点栏右边的图标
在出现的对话框中输入顶点坐标(-50,0,-10)
点击确定后,在出现的对话框中输入长度(XC)为100,宽度(YC)为50,高度(ZC)为20
点击确定在视图区出现第一个方块
点击方块创建第二个长方体,在顶点对话框中输入坐标(-25,50,-10)
点击确定后在出现的对话框中输入长度(XC)为50,宽度(YC)为30,高度(ZC)为20
点击确定在视图区出现第二个方块
点击方块创建第三个长方体,在顶点对话框中输入坐标(-10,0,10)
点击确定后在出现的对话框中输入长度(XC)为20,宽度(YC)为50,高度(ZC)为30
点击确定在视图区出现第三个方块
完成后在左侧的导航树下鼠标右键或双击可以查看或修改方块的材料,位置和大小。
在这里保持默认材料为vacuum即可完成对Magic Tee的模型创建。
4.仿真设置
4.1参数设置
点击参数按钮
随后出现如下对话框
将最小频率设置为3.4,最大频率设置为4。最大求解时间和时间步长缩放因子保持默认,不勾选硬件加速。将精度设置为-40dB,不勾选只计算端口模式。完成参数设置。
4.2背景设置
点击背景按钮
随后出现如下对话框:
在该对话框中将背景材料设置为pec,不勾选各方向一致,将所有方向设置为0,完成该工程的背景设置。
4.3边界设置
点击边界按钮
将出现如下对话框:
在该对话框中对称面保持默认设置,不勾选各方向一致,将所有方向的边界条件修改为理想电边界,点击确定即可完成边界条件的设置。
4.4端口设置
点击波导端口按钮
随后出现如下对话框:
方式选择:选择面,点击如下图所示面
其他保持默认设置点击确定,完成端口1的设置。同上完成端口2、端口3、端口4的设置,如下图:
在该界面中可以看到设置好的端口以及其他仿真设置(监视器、信号等),双击设置好的端口可以查看或修改该端口
4.5 网格设置
点击网格设置按钮
随后出现如下对话框
在该对话框中选择
1.设置方式:设置参数
2.切平面
法线:Z
位置:10
3.最大网格设置
选择使用相同设置
模型近区域:15
最大网格步长:最长边的网格数目
选择使用相同设置
模型近区域:15
最小网格步长设置
4.最小网格步长:最大与最小网格步长的比值
最大与最小网格步长的比值:10
区间过渡数:3
相邻网格步长最大比值:1.45
完成上述设置后点击更新预览
在该对话框的网格信息中出现网格数目等信息。点击确定完成网格设置。
4.6 面片化设置
点击面片化设置按钮
出现如下对话框
类型:快速模式
面质量:精细
边质量:中
点击更新预览
点击确定完成面片化设置。
5.计算求解
点击计算按钮
随后出现如下对话框
点击激励列表会出现如下对话框
在该对话框中点击源类型后的小箭头
选择激励选择,在后方的激励类型中点击后方的小箭头
选择顺序激励端口(S参数),在下方的4个端口信号中勾选Port1,点击确定,完成激励选择设置。
点击确定后开始计算在右下角的进度条窗口可以查看计算的进度
等待计算结束即可。
7.结果分析
点击界面左下角的结果树。
随后在出现的界面中
点击一维结果前的+,将以为结果展开,随后点击端口信号,和散射参数在界面视图区出现所有端口的信号图
或者点击其中一个端口,视图区展示该端口的信号
上图为端口1的入射信号和S11散射参数图。
点击二维/三维结果前的+,可以查看端口处的电场和磁场分布情况。