H F S S

Андрей

Наиболее точный ответ находится в Help HFSS11. В поиске вводится Complex Mag и выбирается топик Mag command

Давайте читать вместе.

"Each port in a structure being analyzed can be viewed as a cross-section of a transmission line. HFSS computes the characteristic impedance of each port in three ways — as Zpi, Zpv, and Zvi impedances. You have the option of specifying which impedance will be used in the renormalization calculations.
• For TEM waves, the Zvi impedance converges on the port’s actual impedance and should be used.

• When modeling microstrips, it is sometimes more appropriate to use the Zpi impedance.

• For slot-type structures (such as inline or coplanar waveguides), Zpv impedance is the most appropriate.

HFSS will always calculate Zpi impedance, the impedance calculation using power and current, which are well-defined for a port because they are computed over the area of the port. Zpv and Zvi are not calculated by default. This is because V is computed by integrating along a user-defined integration line. To renormalize the solution to a Zpv or Zvi characteristic impedance, you must have defined an impedance line."

Заметьте, что эти величины называются "characteristic impedance" ( не "wave impedance" !)
Затем, в общем случае определен только Zpi. Определение Zpv и Zvi - это все на ваше усмотрение. Величины эти служат для нормировки одномодовых(!) s-матриц.
Еще раз, волновой импеданс (Zeh) определяет характер волнового процесса (тип волны) и может быть использован как идеальная нагрузка в расчетах с ГРУ типа "Impendace".
А характеристические сопротивления (Zpi, Zvi, Zpv) особого физического смысла не несут. Они служат для нормировки и дальнейшей сшивки (согласования) s-матриц. .
Только убедитесь, что вы используете одинаковое определение для всех s-матриц в цепочке.

Скажите пожалуйста, с чем могут быть связаны следующие ошибки в H*F*S*S 10:
1) internal software error code 1073741819 with module id 0.
2) Insufficient memory.
3) Volume Meshing Failed - Fault tolerant mesher failure. Error in Stitch module.

Считаю на Core2Duo (по 2.3ГГц); 4Гб Ram, 160Гб - hdd, Windows XP 64bit.
Спасибо.

возможно, ошибка в геометрической модели. нет ли каких нибудь "нехороших" неоднонодностей которые мешают построить сетку?
если есть возможность, приложите модель...

Сообщение отредактировал N.Golov - Nov 5 2007, 17:22

Насчет «волновое», «характеристическое»:
Существует довольно много книг, где как раз Zeh называется характеристическим сопротивлением среды (см. например, И.В.Лебедев «Техника и приборы СВЧ», Б.А.Фогельсон «Волноводы» и. т.п.), поэтому не вижу смысла делать вывод о том, какое понятие главнее на основании того, что оно названо «волновое», «характеристическое», или скажем «эквивалентное».

Zpi. Zpv и Zvi, в случае определения их численными методами дают однозначное значение для любой конфигурации передающей линии и для любых типов волн, неоднозначность тут только в произвольности проведения калибровочной линии для Zpv и Zvi.

Поверьте, эти сопротивления служат не только для нормировки s-параметров, хотя в 3-D программах другого применения для них, наверное, и нет, но нормируются не только одномодовые матрицы. Кстати в расчетах и в обработке результатов, насколько я знаю, в этих программах Zeh вообще не применяется.

Тип волны по величине значения Zeh однозначно определить нельзя, если неизвестны параметры среды (эпсилон и мю)

В граничных условиях используется не Zeh, а поверхностный импеданс, и если он равен Zeh в каждой точке, то действительно отражений не будет. Но это разные понятия. К тому же определить Zeh в каждой точке иногда бывает достаточно сложно, так что все сводится опять же к простейшим задачам.

Если бы не было физического смысла, то никто бы особо и не пользовался бы. Но для коаксиальной линии, например, все интересуются как раз этими сопротивлениями (результат одинаковый для всех вариантов, плюс сюда можно добавить определение через погонные емкость и индуктивность), а какое Zeh у того или иного коаксиального кабеля всем все равно.

Повторяю, все понятия хороши, там, где они позволяют чего-то определить, и плохи, там где они чего-то определить не позволяют, или позволяют но сложно и неточно.

Андрей

Мы говорим, по-моему, о направляющих системах. Для среды вы ничего кроме Zeh не определите в принципе. Поэтому не все ли равно как эту величину назвать ? Для волноводов же появляется принципиальная разница в понятиях.


О "главнее" смысла говорить действительно не имеет. Я лишь хотел показать первичность(!) понятия Zeh, которое появляется непосредственно в решении для компонент полей.


Верю, только скажите для чего еще ?


Очень интересно. И для чего это нужно делать ? Для многомодового случая отражение не равно отношению импедансов.


Понятие Zeh всегда используется при многомодовых расчетах. Именно оно (веренее его равенство в сечении сшивки s-матриц) является гарантией отсутствия нефизичных отражений.


Применительно к понятию согласования линии передачи эти понятия идентичны. И почему сложно ? Это постоянная величина по всему сечению волновода, считаем полевое решение и вычисляем Zeh.


В чем, например, физический смысл величины Zpi ?


Это не отменяет понятие Zeh. Вот мне, наоборот, все равно каково сопротивление коаксиала,
я вообще не нормирую решения, а считаю все сразу от начала до конца. Имею право


Согласен

Их используют в матричных расчетах. S-параметры, кстати, там практически не используют. Могу сказать Вашими же словами: «читайте книжки».

Для многомодового случая действительно использование матричных расчетов неприемлемо из-за возможности преобразования мод. Кстати в 3D расчетах можно в ряде случаев сильно ошибиться в вопросе преобразования мод из-за неучета допусков реальных размеров и несимметричностей реальной «железки» (их попросту иногда невозможно померить), или, скажем, неточного задания параметров диэлектрика.

Zeh в общем случае неодинаков по сечению волновода, хотя бы уже по тому, что волновод может быть частично заполнен материалом (материалами) с эпсилон и мю отличными от единицы. Или взять хотя бы спираль как передающую линию (или спираль в экране). Там, на сколько я понимаю, все меняется от точки к точке и все это к тому же зависит от частоты.

Еще раз посмотрел описание методов, используемых при расчете в H F S S, не нашел места, где говорится, что Zeh там используется.

Физический смысл величины Zpi такой, что она связывает между собой проходящую мощность и интегральный ток в проводящих элементах. Или эти понятия тоже «нефизичны»?

Нормировать решение все-таки приходится, ведь присоединяться зачастую приходится к тем же 50 или 75 Омам.

Насчет того, что посчитать все от начала и до конца:
Право то Вы имеете, но попробуйте посчитать какую-нибудь «железку» фазовой длиной эдак в несколько десятков (сотен, тысяч и т.д.) лямбда, и Вы поймете, что методы теории многополюсников совсем списывать пока наверное рано, при всех их недостатках, ограничениях и неточностях (о которых все знают, и никто с этим не спорит)

Андрей

Вопрос был не где их используют, а для чего, кроме нормировки матриц?
S-параметры образуют S-матрицу - один из видов матричного представления многополюсников,
а по сути все они (матрицы) отражают одно и тоже - разложение решения по собственным волнам.


Да применимо оно, только нормировать ничего не нужно. Решение в таком виде так и называется "unnormalized s-matix" или "general s-matrix".
"Нормируются не только одномодовые матрицы" - Вы сами себе противоречите, нет ?


Для неоднородных волноводов - да. Но это уже следующий этап возможной дискуссии


Спираль не есть передающая линия в "чистом" виде, это периодическая структура, там уже все по-другому.
А от частоты Zeh зависит и для любого волновода с дисперсией

А как оно должно по-вашему использоваться ? Я применяю его в основном в качестве согласованной нагрузки.
HFSS Zeh сам по себе не считает, можно это сделать через calculator, чтобы убедиться, например, что сшивается одна и та же мода.


Физичны конечно, но опосредованны. Оно гораздо понятнее, когда величина связана с ab initio так сказать, т.е - с EM полем.


И что мешает это сделать без промежуточной нормировки ? Появятся лишь дополнительные элементы, описывающие изменения импеданса (вместо нормировки) и все.

прочитав хелп увидел, что:
ComplexMag_E = Mag(CmplxMag(Smooth(<Ex,Ey,Ez>))
,где CmplxMag это амплитуда, если комплексное число A+i*B=M*Exp(i*Phi), то M=sqrt(A^2+B^2)
т.е. это таки и есть там самая немгновенная амплитуда поля? или как? не пойму я ее смысл физический...

Еще я не совсем пойму чем отличаются СКАЛЯР от ЧИСЛА в понимании HFSS...

Поле в пространстве есть вектор. У вектора в каждый момент времени есть длина (амплитуда), ее и вычисляет CmpxMag().
Далее в решении присутствует еще и фаза, то есть наш вектор колеблется в пространстве, меняя свою амплитуду.
Максимальную за ВЧ период амплитуду выдает нам функция Mag()

Уважаемые знатоки HFSS!
Помогите начинающему! Возможно повторюсь, и задам странный вопрос, но...

Как ПРАВИЛЬНО задать порт в HFSS?
Нужно ли в настройках выбирать Renormalize All Modes и если да, то какое сопротивление следует указывать? (Рассчитывается волноводный тройник - "магический" Т-мост).

Просьба в официальные хелпы не отправлять-уже убил 2 месяца...

Заранее благодарен всем, тем кто поможет

Максимально не хочется уточнять ответы экспертов в HFSS но так как данный вопрос был причиной значительных заморочек в собственных расчетах то хотелось бы привести цитату из Help

Mag Command
Takes the magnitude of the vector quantity in the top register. The magnitude of a complex vector is defined to be the length of the real vector resulting from taking the modulus of each component of the original complex vector.

With a complex vector on the calculator stack, the Mag button returns a nonnegative scalar.

В общем случае Mag не дает Максимальную за ВЧ период амплитуду поля, так как начальные фазы каждой составляющей поля по X, Y. Z не равны между собой. Mag дает значение которое в общем случае больше чем Максимальная за ВЧ период амплитуда поля.

У HFSS есть другая команда, которая должна бы давать истинное значение, но по признанию самого Ansoft данная команда работает не всегда корректно.

CmplxPeak
Calculates the peak value of a given complex vector. Intuitively, this calculates the maximum magnitude of the equivalent real vector in a waveform

Если Вы выберите Renormalize All Modes и укажете величину импеданса, то S-параметры будут нормализоваться к этому сопротивлению. Если не выбирать этот пункт, то S-параметры будут нормализованы к рассчитанному HFSS импедансу порта в каждой частотной точке. Есть три определения характеристического импеданса. В случае волновода все 3 определения дадут различные величины для каждой моды, причем для расчета Zvi и Zpv, необходимо задать Integral Line. По умолчанию рассчитывается Zpi. Кроме того, волновод характеризуется сильной дисперсией, и его характеристический импеданс сильно меняется с частотой, и, поэтому, не имеет смысла его нормализовать.

Пардон, был не прав CmpxMag вычисляет как раз максимальную за период амплитуду каждой компоненты поля и это есть вектор!
А Mag соотвественно уже считает длину этого вектора и это есть скаляр.
В 11-й версии ансофтовцы несколько поменяли эту операцию:
"With a complex vector on the calculator stack, the Mag button returns a nonnegative scalar. In previous software versions, this command returned a complex scalar."
То есть сейчас Mag(<Ex,Ey,Ez>)=Mag(CmplxMag(<Ex,Ey,Ez>)) .

CmpxPeak - это нововведение и вроде тоже заменяет собой эти две операции. CmplxPeak = Mag(CmplxMag),
могут быть небольшие различия, в зависимости на каком этапе делается операция Smooth
Зачем нужна эта операция не совсем понятно, похоже она просто дублирует новый Mag.


Это как это ? Фаза в каждой точке она одна и та же для любой компоненты.