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[第五课]熟悉HFSS边界调件的类型和设置

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0楼发表于: 2018-02-05 20:37:07

边界条件的类型：HFSS 中定义了多种边界条件类型，主要有理想导体边界条件（Perfect E）、理想磁边界条件（Perfect H）、有限导体边界条件（Finite Conductivity）、辐射边界条件（Radiation）、对称边界条件（Symmetry）、阻抗边界条件（Impedance）、集总RLC 边界条件（Lumped RLC）、无限地平面（Infinite Ground Plane）、主从边界条件（Master and Slave）、理想匹配层（PML）和分层阻抗边界条件（Layered Impedance）。
一：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
   （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。
二：理想磁边界条件
（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。
三：有限导体边界条件
有限导体边界（Finite Conductivity）用来把物体表面定义为有耗导体，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模型为良导体时才有效，也就是说在工作频率范围内，导体的厚度要远大于导体的集肤深度。如果在工作频率范围内导体的厚度与导体的集肤深度相当。
四：辐射边界条件
辐射边界条件（Radiation）也称为吸收边界条件（Absorbing Boundary Condition，ABC），在 HFSS 分析辐射、散射类问题时用以模拟开放的自由空间，常用于天线问题的分析。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 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。
五：对称边界条件
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。
六：阻抗边界条件
用以模拟已知阻抗值的电阻性表面。
七：集总RLC 边界条件
集总 RLC 边界条件（Lumped RLC）是用一组并联的电阻、电感和电容来模拟物体表面。在设置集总 RLC 边界条件时，用户只需要给出集总 R、L、C 的真实值，HFSS 软件会自动计算出工作频率下集总RLC 边界以 Ohm/square 为单位的表面阻抗。
八：无限地平面
九：主从边界条件  主从边界条件（Master and Slave）也称为关联边界条件（Linked Boundary Condition， LBC），用于模拟平面周期结构表面。主从边界条件包括主边界和从边界两种边界条件，二者总是成对出现的，且主边界表面和从边界表面的形状、大小和方向必须完全相同，主边界表面和从边界表面上的电场存在一定的相位差，该相位差就是周期性结构相邻单元之间存在的相位差。
    在定义主从边界条件时，可以直接指定主从边界表面的相位差，或者通过指定扫描角，由软件来计算主从边界表面的相位差。在 HFSS 中，建立一对主、从边界表面，除了要求主、从边界表面形状大小完全相同外，还必须使用 UV 相对坐标系来设置主、从边界表面的方向，以保证主从边界表面方向的一致性。
十：理想匹配层条件。
    理想匹配层（Perfectly Matched Layers，PML）是能够完全吸收入射电磁波的假想的各项异性材料边界。理想匹配层有两种典型的应用：一是用于外场问题中的自由空间截断，二是用于导波问题中的吸收负载。
    对于导波的吸收负载，理想匹配层模拟导波结构均匀地延伸到无穷远处。
    对于自由空间截断的情况，理想匹配层的作用类似于辐射边界条件，PML 表面能够完全吸收入射的电磁波。
十一：分层阻抗边界条件。
分层阻抗 ..

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