在信號(hào)完整性的仿真是會(huì)經(jīng)常遇到選擇掃頻方式，比如在PowerSI和HFSS 3D Layout中提取S參數(shù)，本人之前都是按照默認(rèn)設(shè)置，也是不太明白其中的原理，今天在網(wǎng)上收集整理了一些資料，大家可以一起看下，最常用的三種掃頻方式：離散掃頻 、插值掃頻、快速掃頻。

一、discrete sweep:離散掃頻

是在頻帶內(nèi)的指定頻點(diǎn)處計(jì)算S參數(shù)和場(chǎng)解。例如，指定頻帶范圍為1~2GHz、步長(zhǎng)為0.25GHz，則會(huì)計(jì)算在1GHz1.25GHz1.5GHz1.75GHz2GHz頻點(diǎn)處的S參數(shù)和場(chǎng)解。默認(rèn)情況下，使用離散掃頻只保存最后計(jì)算的頻率點(diǎn)的場(chǎng)解欸，上例中即只保存2GHz處的場(chǎng)解。用戶希望保存所有頻點(diǎn)的場(chǎng)解，需要選中設(shè)置對(duì)話框中Save Fields。

二、Interpolation Sweep:插值掃頻

使用二分法來計(jì)算整個(gè)頻段內(nèi)的S參數(shù)和場(chǎng)解。軟件自適應(yīng)選擇計(jì)算場(chǎng)解的頻率點(diǎn)，并計(jì)算相鄰兩個(gè)頻點(diǎn)之間的解的誤差，當(dāng)解達(dá)到指定的誤差收斂標(biāo)準(zhǔn)或者達(dá)到了設(shè)定的最大頻點(diǎn)數(shù)目后，掃描完成；其他頻率點(diǎn)的S參數(shù)和場(chǎng)解由內(nèi)插給出。

三、Faster Sweep:快速掃頻

一般選擇頻帶中心作為自適應(yīng)網(wǎng)格剖分頻率，進(jìn)行網(wǎng)格剖分，計(jì)算出該頻點(diǎn)的S參數(shù)和場(chǎng)分布。然后基于ALPS算法的求解器從中心頻率處的S參數(shù)解和場(chǎng)來外推整個(gè)頻帶范圍的S參數(shù)解和場(chǎng)解。使用快速掃頻，計(jì)算時(shí)只會(huì)求解中心頻點(diǎn)處的場(chǎng)解，但在數(shù)據(jù)后處理時(shí)整個(gè)掃頻范圍內(nèi)的任意頻點(diǎn)的場(chǎng)都可以顯示。

四、其他設(shè)置

1、一般情況下，將Delta S設(shè)置為默認(rèn)的0.02或0.01，就基本上能夠滿足工程精度的要求。如果結(jié)構(gòu)中有諧振結(jié)構(gòu)，可在求解設(shè)置的Option選項(xiàng)卡中，將最少收斂次數(shù)設(shè)置為

即連續(xù)兩次收斂才是收斂，從而確保求解的收斂性。

2、在求解選項(xiàng)中，Basis Order代表有限元基函數(shù)的階數(shù)，HFSS中有0階、1階、2階和混合階四種設(shè)置。對(duì)于通常的情況，我們選擇默認(rèn)的1階基函數(shù)求解即可。對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、電尺寸較小的問題（如連接器和芯片上的電感等），特別是選擇了對(duì)于良導(dǎo)體內(nèi)部進(jìn)行場(chǎng)求解的情況（即Solve Inside），推薦選擇0階基函數(shù)求解，并將Lambda Refinement的值設(shè)置得較小（默認(rèn)為0.1）。對(duì)于電尺寸較大的問題（如拋物面天線等），推薦選擇2階基函數(shù)求解，并將Lambda Refinement的值設(shè)置得較大（默認(rèn)為0.6667）。對(duì)于包含復(fù)雜細(xì)節(jié)、電尺寸又較大的問題，推薦采用混合階（Mixed order）求解。

3、Ansys HFSS中的Solve Inside是是否對(duì)該模型內(nèi)部進(jìn)行求解的選項(xiàng)，在選中后將對(duì)該模型內(nèi)部進(jìn)行網(wǎng)格劃分和電場(chǎng)求解，否則將只對(duì)模型表面進(jìn)行網(wǎng)格劃分而不會(huì)求解內(nèi)部的電場(chǎng)。對(duì)于良導(dǎo)體而言，由于電磁波的趨膚效應(yīng)，電磁場(chǎng)能量都分布在靠近導(dǎo)體表面的地方，因而無需對(duì)導(dǎo)體內(nèi)部進(jìn)行電場(chǎng)的計(jì)算。在默認(rèn)設(shè)置下，材料為良導(dǎo)體（如銅、銀、PEC等）的模型Solve Inside選項(xiàng)都是未選中狀態(tài)，HFSS會(huì)自動(dòng)計(jì)算趨膚深度并對(duì)損耗進(jìn)行修整。但是，如果導(dǎo)體的厚度與趨膚深度相近，或小于趨膚深度時(shí)，如果需要精確考慮導(dǎo)體損耗，請(qǐng)將Solve Inside設(shè)置為開。

審核編輯 ：李倩