HFSS高效仿真策略:模型简化与高频耦合电容案例

完全按照实际的物理模型1:1建立仿真模型,效率是非常低下的,且不说要注意很多细节参数,单单建模就得耗费很多时间。当要对某个项目进行仿真时,不要匆匆就去画图,应该先思考下,模型该如何建立,该如何简化,以最简单的模型来无限接近真实的物理模型,同时求得最少的仿真时间,才是高效的仿真。

关于如何简化模型,每个人都有自己的理解,暂且不述。今天以一个高频耦合电容的例子来说明一个大家很少注意的地方,即求解精度delta s的设置,这个求解精度设置对模型的优化有很大影响。

通常在solution setup界面,大家一般都默认delta s=0.02,是否0.02就够了呢?

对于常规的频率较低(freq<5GHz)的问题,我觉得0.02已经完全够了,可以保证有足够的mesh数量;对于freq>5GHz的问题,0.02是否还能保持足够的精确度,建议大家观察下convergence是够有异常。


如下图,现将delta s=0.001,查看收敛情况,当迭代次数在13时,delta s之差已经小于0.002了,但是在迭代次数18-12,delta s竟然又大于0.02,并非是线性的变化规律,因此0.02的求解精度设置对于当前的仿真模型并不合适,将导致仿真结果不准。

下面看2个模型,一个是简化的模型,通过两个wave port 各deembeeding 10mm来接近实际的20mm长度,另外一个模型本身就是20mm长的模型。

下面是仿真结果,差分对的polar si9000计算阻抗为100ohm,如果按照delta s=0.02的设置,仿真的差分阻抗才95.7ohm,与计算结果不符,如果调整delta s=0.005,那么仿真结果也差不多是100ohm了,而且跟实际的20mm模型仿真结果也几乎一样了,因此这个求解精度设置对仿真结果影响较大,特别是对于高频的应用来讲。


总结下就是:

1、简化的模型,因为模型简化了,即使delta s=0.001,mesh后的网格数量也最多几万个,求解速度仍然很快;

2、比较大的真实模型mesh后的网格数量必然很多,超过20万个很正常,这个时候就不能将delta s设置的过小了,我的建议是设置为0.01,同时收敛次数设置为2,防止假收敛,影响求解精度;

总之:简化后的模型delta s尽量设置的小一些,这样跟实际的大模型仿真结果也几乎一样了,又快又准!!

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