探索ANSYS HFSS中的参数化扫描策略

HFSS拥有Optimetrics模块的参数扫描分析功能，能够对模型进行参数化分析，使得工程师在工程应用中得到更加精准的模型数据。

本文用50Ohm微带线的设计方法详细讲解Optimetrics模块的参数扫描分析功能的操作过程及作用。

如下图建立了一种常见的以RO5880材质为PCB基板的微带线模型，基板厚度h=0.254mm，通过扫描微带线的宽度W0变化来确定微带线的特征阻抗Z0。

设置微带线为金属铜，宽度为W0，基板的厚度为通用的0.254mm，根据如下公式可以对金属线宽的初值进行估算：

得到的线宽初值大致为0.78mm。按照以下步骤在HFSS里简历模型并进行仿真计算。

1.添加参数扫描分析设置

右键单击工程树下的Optimetrics节点，从弹出的菜单中选择【Add】→【Parametric】命令，打开“参数扫描分析设置”对话框，如下图所示。

然后单击对话框中的Add按钮,打开如下图所示的Add/EditSweep对话框，添加扫描变量。在该对话框中，①处的Variable项选择变量W0，②处单击选中Linearstep单选按钮，③处分别在Start、Stop和Step项输入0.7mm、0.9mm和0.01mm，然后单击④处的Add按钮。这样就把变量width设置为扫描变量，扫描变化范围为0.7～0.9mm。

2. 运行参数扫描分析

单击工具栏的绿色勾按钮，

检查设计的完整性以及设计中是否存在错误，如果设计完整且正确，接着单击工具栏的绿色感叹号按钮，

运行参数扫描分析。

3.查看参数扫描分析结果

分析完成后，可以通过HFSS数据后处理模块查看微带线的特征阻抗Z0随着微带线的宽度W0的变化关系。右键单击工程树下的Results节点，从弹出的菜单中选择【CreateModalSolutionDataReport】→【RectangularPlot】，打开“报告（Report）设置”对话框，如下图所示。

在该对话框中，①处的X项选择变量W0，②处的Category列单击选择PortZo，③处的Quantity列单击选择Zo(Port1)，④处的Function列单击选择mag，最后单击NEW Report按钮，此时即新建一个结果报告窗口，显示特征阻抗和微带线宽度width之间的关系曲线，结果如下图所示。新建的结果报告窗口名称XYPlot1会自动添加到工程树的Results节点下。从图中可以看出，微带线越宽，特征阻抗越小。

微带线的特征阻抗不仅与金属线宽有关，也与介质基板的厚度有关，通过扫描优化介质基板的厚度也能有效调节微带线的特征阻抗，因此本公众号后期会陆续介绍通过HFSS的多参数扫描及参数优化功能设计50Ohm微带线。

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