使用HFSS软件设计一款阻抗变换器
我才开始学习HFSS这个软件，设计一款50-100Ω的阻抗变换器，是老师给我们的一个作业,特此记录一下，希望能给之后开始学习的同学们一点点帮助，文中有讲解不到位错误的地方还请大家多多指正。
设计图
我用visio整理了一下老师给我们的设计的，我们需要得到的参数为W1 ,W2 ,W3 ,L1 ,L2, L3。其中最左边和最右边阻抗为100欧姆和50欧姆，中间的阻抗是由四分之一波长的阻抗性质得到的。
$$
\Z = \sqrt{Z_1\Z_2}
设计步骤
- 计算参数
- 建模
（1）画贴片
（2）画介质
（3）画参考地
（4）设置激励源
（5）画空气腔
贴片和参考地设置为理想薄导体，空气腔中辐射边界表面距离天线大于四分之一波长。
- 添加求解设置和扫频设置
- 仿真
- 查看回波损耗和插入损耗
1.计算参数
利用小工具计算微带天线参数，利用小工具可以得到W1,W2,W3,L2，其中L1和L2是看着取的，理论上不影响转换器效果。
圈出来的是需要设置和得出的结论，可得W1=0.40mm
同理可得W3=1.87mm,这里就不放图了
注意铜片的厚度设置为35um
可得W2=0.97mm,L2=14.1mm L2是波导波长的四分之一不是3GHz的波长
我们可取L1=L3=10mm
关于介质层的参数，长为L1+L2+L2,宽选择为20mm
小工具是老师发给我们的，百度云连接为：
链接: 微带线小工具 提取码：3w30.
2.建模
首先添加参数
点击图中所示位置
（1）画天线
举了一个W1设置坐标的例子，剩下W2和W3一样的设置
化成了W1.W2.W3三个部分如图所示，下面要将他们合并
按住ctrl可以将三个部分同时选中，然后点击下图按键即可合并
（2）画介质层
下图的设置的坐标
下图是选择的介质，要选择FR4
（3） 画参考地
把参考地和贴片天线设置为理想薄导体，选中参考地和导体，右键点击如图所示
（4）设置激励源
激励采用集总端口激励，在W1和W3处绘制激励源，首先点击图示位置选择绘制的坐标面，图示的是P1激励源的绘制，位置和坐标设置如图。P2的绘制同理，这里不放图了。
P1绘制好后需要设置激励画集分线，选中P1右键，按图所示选择。
W1对应的是100Ω，需要如图所示改成100Ω
选择None中的New line
集分线一般是从参考地往上
最后别忘了这边也好改成100Ω
W3处的P2激励源也按照一样的步骤设置。
（5）画空气腔
前文说到辐射边界表面近距离天线要大于四分之一波长，于是我们去为40mm，尺寸设计如图所示，需要注意的是L1+L1+L3+80mm，变量和常量一起加时常量需要加单位。
下图为设置透明图
可以看出器件是处在空气腔中心的。
3.添加求解频率和扫频设置
选择功能树下的Add Solution Setup
设置中心频率和网格数
再选择新生成的setup1设置扫频范围
扫频范围为2.5G-3.5GHz，方式为快速扫频
4.仿真
点击HFSS——Validiton Check
点击HFSS——Analyze All
开始全面分析
5.查看回波损耗S11，插入损耗S21
选择功能树下的reslut，按照图片点击
点击new report 查看S11
可以看出S11整体小于20dB，但是在中心频率处存在偏差
S21也是比较小
下面对数据进行优化，按照图片点击
这里选择调整的变量为L2的长度，范围为13-14mm
设置好后，再按照图片所示，选择，analyze—All
之后双击功能树下的dBS(P1,P1)，选择，Families,其中的L2是我们的变量，点击…，选择Use all values,Apply Trace
图上这些线是分析线，可以看出当L2=13.3mm时，谐振频率最接近3GHz。
最后的图像为
综上我们的50-100欧姆的阻抗变换器就设置完成，放上成品图一张。
