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7.8.3 HFSS 優(yōu)化設(shè)計舉例
從主菜單欄選擇【File】→【Save As】命令,把前面的 HFSS 工程另存為 MS_Opt.hfss, 用于下面優(yōu)化設(shè)計的操作過程和操作步驟的講解。
\這里優(yōu)化設(shè)計的目標(biāo)是:當(dāng)工作頻率為 1GHz 時,在保持介質(zhì)層厚度 height=0.5 mm 不變的情況下,改變微帶線寬度 width,使微帶線的特征阻抗達到50 歐姆。因為在 HFSS 數(shù)據(jù)后處理模塊是用 Zo(Port1)表示微帶線的特征阻抗的,所以可以構(gòu)造目標(biāo)函數(shù) mag(Zo(Port1))-50=0。
1.添加優(yōu)化變量 width
由圖 7.22 所示的參數(shù)掃描分析結(jié)果可知,height = 0.5 mm 時,width 值在 0.8 mm 附近,微帶線的特征阻抗會達到50 歐姆,因此可以設(shè)置變量 width 的優(yōu)化范圍為 0.7~0.9 mm。 從主菜單欄選擇【HFSS】→【Design Properties】命令,打開如圖 7.24 所示的設(shè)計屬性對話框。在該對話框中,①選擇 Optimization 單選按鈕,②在變量列表中,勾選變量 width 對應(yīng)的Include 復(fù)選框,并分別設(shè)置 Min 和Max 項對應(yīng)的值為0.7 mm 和0.9mm。最后確認(rèn)變量 height 的初始值為 0.5 mm,單擊確定按鈕結(jié)束。此時即添加了變量 width 為優(yōu)化變量,且其優(yōu)化范圍設(shè)置在 0.7~0.9 mm。
圖7.24 設(shè)計屬性對話框
2.添加優(yōu)化分析設(shè)置
右鍵單擊工程樹下的 Optimetrics 節(jié)點,從彈出的菜單中選擇【Add】→【Optimization】, 打開優(yōu)化設(shè)置對話框,如圖 7.25 所示。在該對話框中,①處的優(yōu)化算法(Optimizer)項是選擇優(yōu)化算法,有 Sequential Nonlinear Progra mming、Sequential Mixed Integer Nonlinear Progra mming、Quasi Newton、Pattern Search 和 Genetic Algorithm 5 種優(yōu)化算法可供選擇,此處選擇擬牛頓法(Quasi Newton);在②處的最大迭代次數(shù)(Max No. of Iterations)項輸入1000, 表示優(yōu)化過程中,最多進行1000 次迭代,優(yōu)化終止;在③處單擊 Setup Calculations 按鈕,可以打開如圖7.26 所示的 Add/Edit Calculation 對話框,添加目標(biāo)函數(shù)。
圖 7.25 優(yōu)化設(shè)置操作
圖 7.26 Add/Edit Calculation 對話框
在 Add/Edit Calculation 對話框中,Category 列單擊選中 Port Zo,Quantity 列單擊選中 Zo(Port1),F(xiàn)unction 列單擊選中 mag,如圖中高亮部分,然后單擊Add Calculation按鈕,添加 mag(Zo(Port1))到優(yōu)化設(shè)置對話框的目標(biāo)函數(shù)欄(即Cost 欄)。最后單擊Done按鈕, 退出Add/Edit Calculation 對話框,返回到優(yōu)化設(shè)置對話框。
此時,優(yōu)化設(shè)置對話框的Cost 欄已經(jīng)添加了目標(biāo)函數(shù),雙擊Cost 欄Calculation 項下的文本窗口,進入編輯狀態(tài),輸入目標(biāo)函數(shù) mag(Zo(Port1))-50,Condition 項選擇=,Goal 項下文本框輸入 0,Weight 項輸入加權(quán)系數(shù) 1,Acceptable 項輸入優(yōu)化閾值 0.1,Noise 項輸入 目標(biāo)函數(shù)的噪聲為 0.1,設(shè)置結(jié)果如圖 7.27 所示。
圖 7.27 在“優(yōu)化設(shè)置”對話框中添加目標(biāo)函數(shù)
然后單擊選擇Variables 選項卡,①處變量width對應(yīng)的Starting Value值由1 mm改為0.8 mm, 表示 HFSS 首先從 0.8 mm 附近開始優(yōu)化計算;在②處單擊按鈕,此時在變量 width 欄會顯示 Min Step 和Max Step 項,用于設(shè)置優(yōu)化變量變化的最小和最大步進值;在③處分別設(shè) 置 Min Step 和 Max Step 項的值為 0.005 mm 和 0.02 mm。設(shè)置結(jié)果如圖 7.28 所示。
圖 7.28 優(yōu)化設(shè)置對話框的Variables 選項卡界面
最后單擊確定按鈕,完成添加優(yōu)化分析設(shè)置。同時,優(yōu)化設(shè)置項的默認(rèn)名稱 OptimizationSetup1 會自動添加到工程樹的 Optimetrics 節(jié)點下。
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