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本文始於2010，並於2019更新。以兩個相同疊構的microstrip傳輸線，但分別用厚度0與有實際厚度的PEC當參考平面，說明在HFSS內收斂性與掃頻頻寬 如果設定不足時，後者TDR會不夠準確。主要原因是：使用3D FEM模擬軟體，網格品質/adaptive mesh的收斂精度會直接影響模擬結果的準度。

This article started in 2010, and was revised in 2019. It is intended to introduce how do the mesh performance and convergence criteria affect HFSS TDR results.

1. HFSS using Perfect_E Boundary as Reference Plane

2. HFSS using Real Conductor Thickness as Reference Plane (not accurate enough)

3. HFSS using Real Conductor Thickness as Reference Plane (more accurate)

   3.1 Change [Max. Delta S] from 0.02 to 0.005, and [Min. Number of Passes] from 1 to 2

   3.2 Change [Max. Delta S] from 0.02 to 0.005, [Min. Number of Passes] from 1 to 2 and wave port de-embedded

4. 總結Conclusion

1. HFSS using Perfect_E Boundary as Reference Plane 

四層板很容易可以做到特性阻抗45~50歐姆。

在HFSS建一個疊構同上圖的100mils microstrip line， 求解設定[Max. Delta S] = 0.02,  [Min. Number of Passes] = 2

若參考平面分別以零厚度PEC, [Finite Conductivity], and real 0.7 mils thickness copper建模，特性阻抗模擬結果如下

截至目前為止，一切看來還好，我們繼續看下去

2. HFSS using Real Conductor Thickness as Reference Plane (not accurate enough) 

若參考平面以有實際厚度的PEC，且這厚度從0.5mils sweep to 3mils，求解設定[Max. Delta S] = 0.02,  [Min. Number of Passes] = 1，特性阻抗模擬結果如下

特性阻抗變化差異頗大，而且沒有規律的上下亂跳，明顯不合理

3. HFSS using Real Conductor Thickness as Reference Plane (more accurate)

3.1 Change [Max. Delta S] from 0.02 to 0.005, and [Min. Number of Passes] from 1 to 2

特性阻抗變並沒有隨參考面厚度些微變化而有太大的改變，這就比較合理

3.2 Change [Max. Delta S] from 0.02 to 0.005, [Min. Number of Passes] from 1 to 2 and wave port de-embedded

我們更進一步使用wave port de-embedded，得到的結果更準確

4. 總結Conclusion

以HFSS做傳輸線的TDR是很"基本"的題目，但卻潛藏至少四點新手易犯錯誤 (蠻適合業界主管用來當面試新人的考題)

• 求解沒有使用"Director Solver" (Iterative Solver一般用於大型天線，不推薦用於SI)

• 掃頻頻寬不夠 (如果要在HFSS內直接看TDR，頻寬要取有效頻寬 的3~4倍，本文例子掃頻頻寬0~50GHz)

• 掃頻沒有包含DC點(或100M以下低頻成份)，或沒有使用"interpolating sweep" -- TDR其實就是S₁₁，與S參數的低頻成份有很大關係

• 沒有使用wave port de-embedded或網格質量不夠 (如本文step2，參考平面用實體厚度，走線用實體長度沒有wave port de-embedded