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7.6 HFSS 靈敏度分析

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     使用 HFSS 進(jìn)行電磁分析的過(guò)程中,不同設(shè)計(jì)參數(shù)的變化對(duì)電磁特性的影響程度是不盡相同的。對(duì)于相同的變化量,有些參數(shù)對(duì)電磁特性的影響較大,有些則影較小。為了衡量各個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)變化對(duì)電磁特性的影響,通常引用靈敏度的概念,用它來(lái)定量表示設(shè)計(jì)參數(shù)變化對(duì)電磁性能的影響程度。

    靈敏度定義為電磁特性/求解結(jié)果的變化與電路參數(shù)變化的比值。使用 HFSS 進(jìn)行電磁分析時(shí),S 參數(shù)是很常用的一個(gè)分析結(jié)果。這里,以 S 參數(shù)為例來(lái)說(shuō)明靈敏度的定義。假設(shè) xi (i=1,2,…,m)為某一設(shè)計(jì)參數(shù),則第 k、j 兩端口之間的傳輸系數(shù) Sjk(k,j=1,2,…,n) 對(duì)設(shè)計(jì)參數(shù) xi的靈敏度可以定義為

 

    設(shè)計(jì)參數(shù)的靈敏度分析對(duì)電路調(diào)試和優(yōu)化設(shè)計(jì)有著重要的意義。靈敏度計(jì)算可以在優(yōu)化 設(shè)計(jì)中確定電路的關(guān)鍵參數(shù),大量的計(jì)算實(shí)踐表明,有些最優(yōu)化方法當(dāng)變量增加時(shí)收斂速度 變慢,有的甚至發(fā)散,這使優(yōu)化設(shè)計(jì)毫無(wú)結(jié)果。如果在優(yōu)化設(shè)計(jì)前進(jìn)行靈敏度分析,找出那 些對(duì)電路特性有較大影響(即靈敏度較高)的關(guān)鍵性設(shè)計(jì)參數(shù),并將它們作為優(yōu)化變量,則 不僅能大大減少計(jì)算工作量,提高優(yōu)化設(shè)計(jì)效率,而且能使原來(lái)不收斂的優(yōu)化過(guò)程得到良好 的結(jié)果。

    另外,在電路大批量生產(chǎn)時(shí),靈敏度分析在規(guī)定元件參數(shù)和降低生產(chǎn)成本等方面起著極其重要的作用。為了保證電路所有特性不超過(guò)規(guī)定的容差,對(duì)靈敏度高的元件參數(shù)要選擇小 的容差,而對(duì)靈敏度低的元件,則可以放寬容差。這樣既保障了電路性能,又避免了因盲目 減小元件容差而導(dǎo)致的加工困難和產(chǎn)品成本的增加。

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