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当前，随着5G网络的不断普及，万物互联时代已经逐渐融入我们生活的方方面面，例如智能手机、智能家居、智能机器人、智能座舱等等，而无一不例外，这些智能化的、改变我们生活方式的都包含着一个复杂而又精确的电子控制系统，而这些电子系统又包含着数以万记的基础电子元器件，因此能够准确描述这些电子元器件属性随频域变化的规律至关重要，可谓牵一发而动全身！本节我们以一颗常规的陶瓷绕线电感为例，基于ANSYS HFSS 2023来描述其电感值以及Q值随频率的变化情况。
一、模型建立
打开Ansys Electronics Desktop 2023，Insert Design选择HFSS,然后命名工程名字为Inductor，建立如上图所示的模型，其中，陶瓷的尺寸为1.2mm*1mm*1mm，里边包含的线圈尺寸为0.65mm*0.52mm*0.01mm.。
二、材料属性
2.1 选择介质命名改为Substrate，在Properties中的Material先选择Edit然后选择材料为AL2_O3_ceramic。
2.2 同样把线圈材料设置为金属银即silver。
三、设置边界
3.1 在陶瓷底部建立等大小的长方形作为参考地，命名为GND，设置边界条件为Perfect E即理想导体边界。
3.2 建立空气盒子，因为在HFSS里边默认为与背景相连的都为理想导体边界，所以我们需要建立一个空气盒子将我们要分析的器件从中隔离出来，建立方法如下，选择Region具体设置如下
四、建立端口
4.1 首先从电感抽头到参考地面建立两个矩形如下所示
4.2 配置端口如下，选中矩形在Properties命名PORT1,再次选中点击右键选择Assign Excitation点击Port点击Lumped Port，在弹出的对话框中点击下一步，在Integration Line选择New Line,下一步绘制从矩形底部中点到矩形顶部中点的积分线，这样一个集总端口激励就设置完成了，同样操作完成端口2的激励设置。
设置完成后，我们先进行仿真前的检查，点击HFSS选择Validation Check检查都是绿色的对号说明模型没有问题，如果有问题则需要对错误项进行修改设置，全部绿色后方可进行下一步的仿真。
最后点击HFSS点击Analyze All，同时点击右下角的Show Message和Show Progress
数值结果我们可以先查看它的S参数，在工程树下选择Results Create Model Solution Data Report ,再选择Rectangular Plot，选择S Parameter，键盘Ctrl键同时选择S11和S21，点击确认。在图表中点击鼠标右键，可以使用Maker，标示具体频率的电感数值，可以看出这颗电感插入损耗S21随着频率的增加不断增大，增大到一定程度后又再次开始减小。同样我们可以绘制此电感的电感值随频率的变化曲线。可见随着频率的增大，感值先缓慢增大，到5.25G附近后突然增大开始失效变为呈现容性。
最后绘制其品质因素Q值随频率的变换关系，对于电子电路, 当Q值关联损耗时, 直接影响到谐振电路的中间频率及其频率带宽。Q值越高, 那么存储在谐振中的能量损耗就越慢, 谐振就能存在更长的时间。可见其在自谐振频率前，Q值先增大后变小，在2G附近达到最大，在自谐振频率处取得最小值，表现为容性后也是先增大后减小。
155-2731-8020
