Lowpass Filter в Ansoft Designer & HFSS, Проблема с проверкой модели у новичка Опции

[freddyspitz]

Добрый день.
Научный руководитель дал задание спроектировать НЧ-фильтр на микрополосковой основе. Для этой цели я использую Ansoft Designer (черновое проектирование фильтра для заданных параметров АЧХ) и Ansoft HFSS (для проверки полученной модели и внесения, если потребуется, изменений в схему фильтра). Проблема в том, что полученный в дизайнере фильтр (частота отсечки 4 ГГц) при анализе в HFSS выдает частоту отсечки 60 ГГц...

Как и полагается, в HFSS тело фильтра на диэлектрической подложке, с обратной стороны граничные условия на перфект Е, также над подложкой бокс вакуума. Так как плата будет помещена в металлический корпус, перфект Е задано на боковых гранях подложки и вакуумного бокса, кроме тех где Wave Portы.

Смущает то, что при проектировании в дизайнере, в топологии Stubs sep. by Transm. Lines тот на последнем шаге Medium properties выдает, как я понял, рекомендуемые значения толщины диэлектрика, металла с обоих сторон диэлектрика и тп. Мне их приходится менять, так как у меня жесткие условия на них. По идее, соответственно должны поменяться геометрические параметры фильтра, и они меняются, но когда заполняю последнее поле (толщина слоя металла на обратной стороне подложки, она у меня 0.02 мм вместо предустановленных 0.635 мм) в окне VARIABLES расположенном ниже из этих самых 12 VARIABLES становится вдруг 2. Потом когда экспортирую в Physical Circuit, выползает окно "One or more parts have errors!". Эти ерроры как раз и означают что невозможно вычислить размеры остальных элементов фильтра кроме первого... При этом фильтр все-равно рисуется, только все элементы у него одинаковые. В этом я и вижу причину проблем с частотой. Вопрос такой: можно ли как-либо избавиться от ерроров при такой методике проектирования?

У меня Ansoft Designer 1.0, HFSS 10.0

[EVS]

выдает, как я понял, рекомендуемые значения толщины диэлектрика, металла с обоих сторон диэлектрика и тп.

Designer ничего не рекомендует, просто предлагает значения по умолчанию. А уж толщину металла с нижней стороны ( ) тем более.

(толщина слоя металла на обратной стороне подложки, она у меня 0.02 мм вместо предустановленных 0.635 мм)

Скорее всего это именно толщина подложки (0.635 - это значение по умолчанию для нее)

выползает окно "One or more parts have errors!".

Еще на этапе проектирования до экспорта Designer выдает достаточно вменяемые сообщения об ошибках, типа:
Width/height ratio too high. Error 2001.
Cannot converge to a very small width. Error 2018.
Как правило, это сообщения о превышении заданных технолог. допусков на изготовление.

И еще. Сам Designer имеет вполне приличный EM симулятор. Стоит для начала попробовать именно его для проверки. Еще до HFSS.

[freddyspitz]

Designer ничего не рекомендует, просто предлагает значения по умолчанию. А уж толщину металла с нижней стороны ( ) тем более.
Скорее всего это именно толщина подложки (0.635 - это значение по умолчанию для нее)
Еще на этапе проектирования до экспорта Designer выдает достаточно вменяемые сообщения об ошибках, типа:
Width/height ratio too high. Error 2001.
Cannot converge to a very small width. Error 2018.
Как правило, это сообщения о превышении заданных технолог. допусков на изготовление.

И еще. Сам Designer имеет вполне приличный EM симулятор. Стоит для начала попробовать именно его для проверки. Еще до HFSS.

Спасибо за помощь

Согласен, значит это значения по умолчанию. Правда там толщина подложки и толщина ground spacing (слоя металла с нижней стороны, как я полагаю ) имеют одинаковые значения по умолчанию, 0.635.

Да, ерроры 2001 и 2018 я видел, и хотелось бы от них избавиться, только вот они как вроде как всегда появляются, другое дело в количестве... это естественно?

[EVS]

толщина ground spacing (слоя металла с нижней стороны, как я полагаю ) имеют одинаковые значения по умолчанию, 0.635.

ground spacing - это зазор между подложкой и нижней стенкой экрана для подвешенной (suspended) МПЛ. Для обычного микрополоска равен нулю. Проверьте выбор технологии (Prototype).

Да, ерроры 2001 и 2018 я видел, и хотелось бы от них избавиться, только вот они как вроде как всегда появляются, другое дело в количестве... это естественно?

Это совершенно неестественно и в нормально спроектированном фильтре не появляются никогда. Избавиться можно выбором другой топологии или технологии или и того и другого вместе.

[freddyspitz]

ground spacing - это зазор между подложкой и нижней стенкой экрана для подвешенной (suspended) МПЛ. Для обычного микрополоска равен нулю. Проверьте выбор технологии (Prototype).
Это совершенно неестественно и в нормально спроектированном фильтре не появляются никогда. Избавиться можно выбором другой топологии или технологии или и того и другого вместе.

Спасибо, поменял и топологию и технологию. Теперь ошибок в дизайнере не возникает. Да и в HFSS частота отсечки адекватная. Только если я в дизайнере при проектировании закладываю частоту отсечки 4 ГГц, то при моделировании в HFSS отсечка на 3 ГГц. При анализе в самом дизайнере она тоже меньше 4 ГГц и составляет порядка 2.5 ГГц...
Для преодоления этой трудности в лоб я увеличил частоту отсечки, задаваемую в дизайнере при создании фильтра до 7 ГГц. Тогда в HFSS отсечка наступает при 4.2 ГГц, а при анализе в дизайнере на 3 ГГц. Как такое возможно?
Но частоту отсечки соблюсти практически удалось, а вот есть другая особенность АЧХ: в зоне поглощения есть несколько пиков пропускания, их число увеличивается при увеличении порядка элементов в схеме фильтра. Подскажите кто-нибудь, что это за моды, так как я не знаю, как к ним пока подступиться. Они появляются и в анализе в HFSS и в дизайнере.

N.Golov: выкладываю проект дизайнера (HFSS большой сильно).

P.S. Требуемые от меня диапазоны в АЧХ такие: 0...4 ГГц пропускание, ripple <=0.3 дб, на частоте 4.1 ГГц ослабление 20 дб; полоса непрозрачности до 10 ГГц включительно (поэтому меня и волнуют всплески на 6...9 ГГц)

С уважением,
Алексей

Прикрепленные файлы

 forum.rar ( 40.74 килобайт ) Кол-во скачиваний: 36

 

[EVS]

>freddyspitz
В каждом MSSTEP'е сделайте Offset between lines не 0, а половину разницы между ширинами линий. Чтобы layout после выравнвания по портам приобрел такой вид:

Затем пересчитайте. Должно выйти примерно так:

Ну и т.д.
Ну и конечно удачи! Хотя.. Искренне надеюсь, что ваш интерес чисто академический, и изготавливать это не придется....