[教程]HFSS三种辐射边界的区别与选择技巧

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0楼发表于: 2016-04-15 16:48:49

HFSS三种辐射边界的区别与选择技巧

概述：
众所周知，HFSS里面的吸收边界条件有3个，分别是Radiation（ABC）、PML和FE-BI，那么这三个边界的应用有什么区别？应该怎么应用呢？今天小编在这里给大家好好分析一下。

Radiation边界（ABC）：
— 计算天线等强辐射问题时，距离辐射体应当至少λ/4；
— 对于弱辐射问题，仅考虑辐射损耗，不关心远场时，可以小于λ/4；
— 在定义辐射边界条件的面上积分得到远场辐射方向图（默认），也可以自行定义计算远场时的积分面（建立Facelist)；
— 辐射边界条件上的网格密度对于天线辐射特性的计算精度有影响；
— 辐射边界条件的吸收性能与入射角相关，入射角大于40 度时，吸收效果明显降低。
Radiation边界与入射角的关系如下图：

Radiation边界与辐射体距离的关系如下图：

由上图可以看到，Radiation边界与波的入射角度和辐射体距离都有很大的关系，对仿真结果的影响比较大。

PML边界：
— 到辐射体的距离可以是λ/20 ，也能很好吸收；
— 对于需要求解远场方向图的场合，距离辐射体λ/4仍然是必要的；
— PML表示无限大的自由空间，吸收辐射出来的电磁场，真正零反射；
— 计算远场时，软件自动将PML的基准面定义为积分表面，以便得到远场方向图；
— 可以替代Radiation边界条件，并且更精确。
PML边界与入射角的关系如下图：

PML边界与辐射体距离的关系如下图：

由上图可以看到，PML边界与波的入射角度和辐射体距离的关系都不是很大，对仿真结果一致性较高。

FE-BI边界：
— 专门针对电大尺寸的开放结构仿真；
— 对辐射体距离没有要求；
— 能够完全吸收所有的入射波；
— 与结构的共形性非常好；
— FE-BI算法可以有效降低计算机硬件资源消耗；
— 针对外部辐射空间采用IE求解，针对金属结构体采用FEM求解，大幅减少辐射区域的求解规模，提升求解效率。
FE-BI边界与入射角的关系如下图：