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[第五课]学习心得

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0楼发表于: 2018-02-05 17:42:47

Perfect E 是理想电导体边界条件，或简称为理想导体边界条件。这种边界条件的电场矢量（E-Field）垂直于物体表面。在 HFSS 中，如下两种情况下的物体边界会被自动设置为理想导体边界条件。
（1）任何与背景相关联的物体表面都将被自动定义为理想导体边界，并自动命名为外部（Outer）边界条件；这种情况下，HFSS 假定整个结构被理想导体壁包围着。
（2）材料属性设定为理想电导体（PEC）的物体模型表面会被自动定义为理想导体边界，并命名为smetal 边界条件。
注意：所谓背景是指几何模型周围没有被任何物体占据的空间，默认情况下，任何与背景有关联的物体表面都被自动定义为理想导体边界，并命名为外部（Outer）边界条件；在 HFSS 中，可以把几何结构想象为外面包围着一层很薄而且是理想导体的材料。如果有需要，用户也可以重新设置与背景相关联的物体表面的边界条件，使其与默认的理想导体边界不同。例如，使用 HFSS 分析设计天线类问题时，与背景相关联的物体表面通常需要重新设置为辐射边界条件。

Perfect H是一种理想的磁边界条件，这种边界条件的电场矢量与物体表面相切，磁场矢量与物体表面垂直。需要说明的是，在真实世界中不存在理想磁边界，它只是理论上的约束条件。在HFSS中灵活应用理想磁边界条件，可以实现如下两个重要功能。
（1）在背景默认的理想导体边界条件上叠加理想磁边界条件，可以模拟开放的自由空间。
（2）在理想导体边界上叠加理想磁边界将去掉理想导体边界的特性，恢复所选择区域为其原先的材料特性；也就相当于在理想导体表面上开个口，允许电场穿过。例如，使用该功能可以模拟在地平面上开个孔允许同轴馈线进出。
对于理想磁边界叠加到理想导体边界的情况，我们也称之为自然边界条件。

    有限导体边界（Finite Conductivity）用来定义为有耗导体的物体表面，它是非理想的导体边界条件。非理想导体的表面电场存在切向分量，用以模拟表面的损耗。和有耗导体材料的定义相似，为了模拟有耗导体的表面损耗，在定义有限导体边界条件时，用户需要提供以西门子/米（S/m）为单位的损耗参数—电导率，据此可以计算表面电场的切向分量。有限导体边界条件只有在导体材料为良导体时才有效，也就是说在工作频率范围内，导体的厚度要远大于导体的趋肤深度。如果在工作频率范围内导体的厚度与导体的趋肤深度相当，则需要定义分层阻抗边界条件。任何良导体材料（如铜、铝等金属材料）的物体表面都自动地定义为有限导体边界。

辐射边界条件（Radiation）也称为吸收边界条件（Absorbing Boundary Condition，简称ABC），系统在辐射边界处吸收了电磁波，本质上就可以把边界看成是延伸到空间无限远处。在HFSS分析辐射、散射类问题时使用辐射边界条件来模拟开放的自由空间，常用于天线问题的分析。在HFSS设计中定义了辐射边界条件后，软件会自动计算该设计的辐射场。需要注意的是，辐射边界表面需要定义在背景上。

对称边界条件（Symmetry）用来模拟理想电壁对称面或者理想磁壁对称面。在HFSS中，应用对称边界条件，可以沿着对称面将模型一分为二，在建模时只创建模型的一个部分，这样能够减少物体模型的几何尺寸和设计的复杂性，有效地缩短问题求解的时间。
使用对称边界条件，在定义对称面时需要遵循以下几个原则。
（1）对称面必须暴露在背景中。
（2）对称面必须定义在平面表面上，不能定义在曲面上。
（3）同一个设计最多只能定义3个相互正交的对称面。
   在应用对称边界条件之前，用户首先需要确定对称面的类型。HFSS中有理想电壁和理想磁壁两种类型的对称面：如果电场垂直于对称面对称，那么就使用理想电壁对称面；如果磁场垂直于对称面对称，那么就使用理想磁壁对称面。

    阻抗边界条件（Impedance）用以模拟已知阻抗值的电阻性表面，在设置阻抗边界条件时，用户需要给出单位为ohm/square 的电阻值 Rs 和电抗值 Xs，表面的阻抗值 Zs = Rs + jXs。据此，阻抗边界条件上的表面电场切向分量为 Etan=Zs（nxHtan）；式中，Zs是前面定义的以Ohm/square 为单位的表面阻抗；n是表面法向单位矢量；Htan是磁场的表面切向分量。其中，电阻值 Rs和电抗值 Xs可以通过集总的电抗值Zlupmed、表面长度 L 和宽度W 这 3 个参数计算得出。

HFSS中，集总RLC边界条件是用一组并联的电阻、电感和电容来模拟物体表面。与阻抗边界条件不同的是，用户不需要自己计算提供单位为Ohm/square的表面阻抗，用户只需要给出集总R、L、C的真实值，HFSS软件会自动计算确定任意频率下集总RLC边界以Ohm/square为单位的表面阻抗。快速扫频支持集总RLC边界条件。

如果要模拟无限大地平面的作用，在设置PEC，PMC等边界时，选择无限大地平面复选框。从概念上讲，无限大地平面将空间分为两部分，上半区和辐射为0的下半区。
  定义无限大地平面，须满足：
  无限大平面必须暴露在背景中；
  无限大地平面必须定义在屏幕上；
  无限大地平面和对称面的总个数不能超过3；
  无限大地平面和对称面必须相互垂直。

主从边界能够模拟一个平面上的电场与另一个平面上的电场有一个周期性的相位差。
遵循原则：
主从边界只能定义在平面上，可以是2D和3D物体表面。
一个边界上的几何结构必须与其他边界上的几何结构匹配。即主边界是矩形结构，则相应的从边界结构必须是同等大小的矩形

HFSS中，分层阻抗边界条件（Layered Impedance）是用多层结构将物体表面模拟为一个阻抗表面，其效果与阻抗边界条件相同；与阻抗边界条件不同的是，对于分层阻抗边界条件，HFSS是根据输入的分层结构数据和表面粗糙度来计算表面电阻值和表面电抗值的。分层阻抗边界条件不支持快速扫频。[font=Cali ..

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1楼发表于: 2018-02-05 17:44:00

常见的有理想导体，理想磁边界，理想匹配层，集总RC等

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