HFSS wave port 和 lumped port 的區(qū)別

lumped port的激勵(lì)以電壓或電流的形式，加在一個(gè)點(diǎn)或單元上。

With wave-port=> the excitation is so-called eigen-wave, such as the quasi-tem wave supported by a microstrip line. It applies over a cross-sectional area.

而wave-port的激勵(lì)稱做本征波，比如微帶線饋源提供的準(zhǔn)TEM波，它加在一個(gè)橫截面（剖面）上。

voltage is scalar, wave is vector by nature, hence there are substantial difference between the two. So use waveport whenever possible, because simulation of wave phenomenon is what HFSS is designed for. And compare with the correct measurement whenever possible (i.e. measure wave, not simply voltage)。

電壓是標(biāo)量，而波本質(zhì)上是矢量，因此兩者間有很大區(qū)別。當(dāng)情況允許時(shí)，盡可能選擇wave port，這是由于HFSS是為“波仿真”設(shè)計(jì)的，相對(duì)于簡(jiǎn)單的“電壓”，測(cè)量“波”可使結(jié)果更精確。

Why lumped port is there? It is easy to applied and people found that good/reasonable results can be obtained. Why? if the frequency is low enough or the excitation is applied at sufficiently small area, then the wave can be described by some voltage or current, which must be measured/calculated/de-embedded/etc in the correct manner.

那為什么還要使用lumped port呢，這是由于lumped port激勵(lì)的添加簡(jiǎn)單，并且可獲得良好的結(jié)果。如果頻率很低或者激勵(lì)加在足夠小的區(qū)域上，“波”就可以用“電壓”或“電流”來(lái)描述，必須用正確地方式測(cè)量、計(jì)算。

if the excitation can be applied on some locally uniform region=>waveport,

if geometry/material discontinuities are near/closer to the point of excitation=>lumped port might be the only way.

另外，如果激勵(lì)可以加在某些局部均勻分布的區(qū)域，應(yīng)該采用waveport，如果激勵(lì)點(diǎn)附近存在幾何或材料上的不連續(xù)區(qū)，lumped port可能就是唯一選擇了。

外部端口用wave port 內(nèi)部端口用lumped port。

Wave port：是用Ansoft制作的一個(gè)電磁系統(tǒng)與外界進(jìn)行能量交換的窗口,它能夠到端口的S參數(shù)。它是一種典型的傳輸線型端口，它經(jīng)常用來(lái)設(shè)置波導(dǎo)口和同 軸線的輸出輸入端口。它要設(shè)置在整個(gè)輻射框（吸收邊界）的外面，如果在輻射框（吸收邊界）內(nèi)使用這種源的設(shè)置，就必須在端口的外邊畫一反射體（金屬底座） 以此來(lái)確定波的傳播方向。

Lamped Gap Sources同Wave port源的很相似，但Lumped Gap Sources一般設(shè)置為電磁系統(tǒng)的內(nèi)部端口，它可自定義端口的阻抗。它可以用于微帶線、波導(dǎo)及平行雙導(dǎo)線等電磁系統(tǒng)源的設(shè)置，在設(shè)置Lamped Gap Sources時(shí)應(yīng)注意兩點(diǎn)：

1.用戶定義的端口阻抗不能為零或負(fù)數(shù)，

2.此端口只允許單模傳輸。另外，還必須設(shè)置積分線。它的設(shè)置和Wave Port基本一致，只是Lumped Gap Sources需要設(shè)置阻抗和電抗。

wave port 端口不會(huì)產(chǎn)生任何反射，相當(dāng)于匹配負(fù)載，而lump端口，指的是端口以集中元件代替，如果器阻抗值不等于連接的傳輸線，當(dāng)然端口本身就引起反射.

微帶線和差分線應(yīng)該用waveport

關(guān)于driven modal 與driven terminal 的理解

1. driven modal 模式驅(qū)動(dòng), 所謂模式驅(qū)動(dòng)就是hfss根據(jù)用戶所定義的模式數(shù)目求解端口模式數(shù)目及場(chǎng)分布,并為每個(gè)模式分配相等的功率,仿真時(shí)用端口場(chǎng)分布做為邊界條件對(duì)內(nèi)部進(jìn)行求 解,默認(rèn)端口阻抗為Zpi 無(wú)須定義積分線來(lái)求解電壓, S參量用入射反射功率來(lái)表示

2. 對(duì)于分析偶合傳輸線等一個(gè)端口上有多個(gè)終端,而求解終端之間偶合問題的模型,driven modal 是不適合的.應(yīng)用driven terminal ,這里以微帶偶合傳輸線為例子說明這個(gè)問題

在這個(gè)端口上tem波 有兩種模式 1.偶模:V1=V2 2.奇模. V1=-V2 (V1為導(dǎo)體1對(duì)接地板等效電壓, V2為導(dǎo)體2對(duì)接地板等效電壓) 如果用driven modal求結(jié) 則這兩種模式分別被賦予相等功率,而求解出的S11則是整個(gè)端口上的每一種模式的反射情況,而不能直接求出兩線的偶合狀況(例如只激勵(lì)導(dǎo)體1,求導(dǎo)體2上 的端口電壓)這顯然是不合適的.

Driven terminal默認(rèn)的求解終端阻抗為Zvi 故對(duì)于每個(gè)終端需要定義積分線,例如上圖中terminal 的積分線為從接地版到導(dǎo)體1的連線(導(dǎo)體1,接地版都為等勢(shì)體,路徑?jīng)]有關(guān)系),terminal2的積分線為接地版到導(dǎo)體2) 計(jì)算機(jī)求解時(shí)對(duì)兩個(gè)終端分別進(jìn)行激勵(lì),通過電壓與電流來(lái)計(jì)算他們之間的偶合關(guān)系.

3。總結(jié)

1). 如果模型中有類似于偶合傳輸線求偶合問題的模型一定要用driven terminal求解,

2). driven modal適于其他模型, 但一般tem模式(同軸,微帶等)傳輸?shù)膯谓K端模型一般用driven terminal分析 (tem波電壓一般由兩導(dǎo)體之間電場(chǎng)積分定義,電流為環(huán)線磁場(chǎng)的積分,阻抗Zvi=Zpi=Zpv區(qū)別于TE TM) 由于其直接對(duì)電流電壓求解而避免了對(duì)整個(gè)面上功率的計(jì)算從而比較簡(jiǎn)便.