HFSS2020_波导优化设计

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波导优化设计

想要通过设计隔片的不同位置来看端口3,2,1的输出功率,利用优化设计找到隔片的位置使得Port3的输出功率是Port2的2倍。

输出功率分别用S幅度值的平方表示。

  • 删除扫频设置项,因为前面在力场分析里,看的是8-10GHz频段内的场强,现在要锁定的是10GHz情况下。

    在项目树中的Analysis下的Setup1中删除Sweep1(右键,Delete)并保存。

  • 参数扫描分析,找到端口的输出功率随着隔片位置的变化而变化的关系。

    点击项目树下的Optimetrics右键,选择Add->Parametric,添加扫描变量和输出变量。点击Add添加扫描变量,Variable选择之前定义的Offset变量,默认Linear Step,从0-1in,步长0.1in,点击Add->Ok。

    点击窗口中的Options选项卡,勾选Save Fields And Mesh(在进行扫描分析的时候,每计算一次,它的电场分布都会被保存下来)。点击Calculations选项卡,定义输出变量,点击Setup Calculations,点击Output Variables,输入输出变量名,第一个Power11,在Expression中输入表达式,这里直接选择Quantities里的S(p1,p1),并选择Function栏中的mag幅度函数作用,点击Insert Into Expression按钮,输入*乘号,再点击插入表达式,最终表达式就为 mag(S(p1,p1)) * mag(S(p1,p1)) 。点击Add按钮就添加成功了。

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    同理Power21 = mag(S(p2,p1))*mag(S(p2,p1)) ; Power31 = mag(S(p3,p1)) *mag(S(p3,p1))。点击Done按钮,再点击Done按钮,点击确定按钮。

    点击项目树下的Optimetrics下的ParametricSetup1右键,选择Analyze

    查看输出功率和变量Offset(隔片位置)之间的关系。右键工程树下的Results,选择Create Modal Solution Data Report->Rectangular Plot。Primary Sweep主扫描变量选择Offset,Category中选择输出变量Output Variables,再按住ctrl键同时选中Power11,Power21,Power31,点击New Report。

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    可以观察到在0.1附近Power31会是Power21的二倍,所以后面优化求解的时候可以设置Offset从0到0.2变化。

    点击项目树下的Field Overlays下的E Field中的Mag_E1,双击打开表面电场分布图。右键Mag_E1,点击Animate->New,扫描变量名选择Offset,点击Ok。

    右键TeeModal,选择Design Properties,选择Optimization/Design of,勾选Include,Min设置为0in,Max设置为0.2in。

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    项目树下选择Optimetrics下的Add中的Optimization优化,优化算法默认Newton牛顿法,最大优化迭代次数,默认1000。点击Setup Calculation可以添加目标函数。点击Add Calculation,在Calculation栏修改目标函数为Power31-2*Power21,在Goal里设置为0,Acceptable Cost可接受误差设置为0.0005,Noise噪声设置为0.00001。

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    点击Variables栏,修改优化起始点为0.1in(因为预计0.1in附近满足条件)。最小最大还是0-0.2in。点击确定。在项目树下的Optimetrics右键OptimizationSetup1,选择Analyze。

    同时,右键OptimizationSetup1,选择View Analysis Result 查看分析过程。

    右键Analysis下的Setup1项,点击Analyze,就可以只对这一项进行分析。

    如果点击Analyze All按钮,就会将目录树下的所有求解分析项,扫频设置项,参数扫描设置项和优化设置项都会进行分析。

    右键Results->Create Modal Solution Data Report->Data Table。设置主扫频为Offset,右侧只选0.098那一项进行查看。

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