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[第五课]HFSS边界条件

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0楼发表于: 2018-02-05 20:34:01

HFSS边界

用Ansoft HFSS求解的波动方程是由微分形式的麦克斯韦方程推导出来的。在这些场矢量和它们的导数是都单值、有界而且沿空间连续分布的假设下，这些表达式才可以使用。在边界和场源处，场是不连续的，场的导数变得没有意义。因此，边界条件确定了跨越不连续边界处场的性质。作为一个 Ansoft HFSS 用户你必须时刻都意识到由边界条件确定场的假设。由于边界条件对场有制约作用的假设，我们可以确定对仿真哪些边界条件是合适的。对边界条件的不恰当使用将导致矛盾的结果。当边界条件被正确使用时，边界条件能够成功地用于简化模型的复杂性。事实上，Ansoft HFSS 能够自动地使用边界条件来简化模型的复杂性。对于无源RF 器件来说，Ansoft HFSS可以被认为是一个虚拟的原型世界。与边界为无限空间的真实世界不同，虚拟原型世界被做成有限的。为了获得这个有限空间， Ansoft HFSS使用了背景或包围几何模型的外部边界条件。

模型的复杂性通常直接与求解问题所需的时间和计算机硬件资源直接联系。在任何可以提高计算机的硬件资源性能的时候，提高计算机资源的性能对计算都是有利的。

1、理想导体边界PEC
    任何与背景相接触的表面都会被设置为理想导体边界
2、理想磁边界PMC
3、辐射边界
    一般距离辐射表面四分之一波长
4、理想匹配层
    PML是一种虚构的边界条件，它能将入射其上的电磁波完全吸收，是一种假想的复各向异性材料
5、有限导体边界
    定义材料介电常数、磁导率、电导率、损耗。
6、阻抗边界条件
    定义阻抗实部和虚部，随着频率发生变化。
7、对称边界条件
    表现为E面和H面的对称。应用对称边界，可以使得在构造结构时仅构造一部分，这就减小了设计的尺寸和复杂性，因此缩短了求解问题的时间。
    定义对称面应遵循原则：
        对称面必须暴露于背景；
        对称面不能穿过3D模型窗口中的物体；
        对称面必须定义在一个平面上；
        一个问题中只能定义3个垂直的对称面。
    若电场垂直于对称面，就使用理想电壁对称面；
    若磁场垂直于对称面，就使用理想磁壁对称面；
    为了使设置了对称边界条件结构的端口阻抗和没设置的端口阻抗一致，则需要设置端口阻抗倍乘系数。
        对称E面，为2；对称H面，为0.5。
8、主从边界条件
    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。
9、集总RLC边界条件
10、分层阻抗边界条件
    分层阻抗边界条件用于将多层结构模拟为一个阻抗表面。对于内部和外部的分层阻抗边界，电阻和电抗的计算是不同的。
11、无限大地平面
    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。

而一般边界条件有三种类型的边界条件

1、激励源波端口（外部）集中端口（内 ..

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