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[第六课]熟悉HFSS的激励的类型和求解器（1）

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0楼发表于: 2018-02-06 20:16:03

一、激励类型：”HFSS 中，激励是一种定义在三维物体表面或者二维物体上的激励源，这种激励源可以是电磁场、电压源、电流源或者电荷源。HFSS 中定义了多种激励方式，主要有波端口激励（Wave Port）、集总端口激励（Lumped Port）、Floquet 端口激励（Floquet Port）、入射波激励（Incident Wave）、电压源激励（Voltage Source）、电流源激励（Current Source）和磁偏置激励（Magnetic Bias）。所有的激励类型都可以用来计算场分布，但是只有波端口激励、集总端口激励和 Floquet 端口激励可以用来计算 S 参数。
求解器：

    1、 HFSS频域求解器
HFSS 利用基于有限元算法的三维全波电磁场仿真求解器来计算器件的电磁特性。工程师可以通过使用HFSS来提取寄生参数（S、Y、Z）、可视化三维电磁场（近场和远场），生成全波SPICE模型以有效的评估信号质量，包括传输路径损耗、阻抗失配引起的反射损耗、寄生耦合和辐射。

      2、 HFSS时域瞬态求解器(HFSS Transient)
        HFSS时域求解是基于间断伽略金法（discontinuous Galerkin method, DGTD）的三维全波电磁场仿真求解器，采用基于四面体有限元技术，能得到和HFSS频域求解器一样的自适应网格剖分精度，该技术使得HFSS的求精精度成为电磁场行业标准。工程师可利用短脉冲激励对探地雷达、静电放电、电磁干扰和雷击等应用问题开展研究。其它的应用包括时域反射阻抗以及短时激励下的瞬态场显示也可以借助它来完成。这项技术完善了HFSS的频域求解器技术，帮助工程师对更加深入详细了解其所设计器件的电磁性能。

        3、积分方程求解器(HFSS-IE)
        HFSS-IE是可选的附加求解器，采用矩量法对开区域的导体表面电流源以及介质体进行计算。HFSS-IE适用于对电大尺寸结构的辐射以及散射特性研究。其集成于HFSS界面中，可与HFSS共享几何模型、材料以及某些关键的求解器技术。与HFSS一样，该求解器使用改良的自适应算法进行最适宜的网格剖分，使用户对计算结果更加信任。该求解器采用自适应交叉近似（ACA）方法结合迭代矩阵求解来降低内存消耗和复杂的计算请求，使其可以求解超大规模的问题。
        用户可以在HFSS-IE中通过数据链接的方式将HFSS中的工程设计作为激励源。这样馈源可以在HFSS中创建，之后只需点击鼠标即可以将仿真的场结果导入HFSS-IE的工程设计中去。作为一个选项功能，用户也可以将源仿真的馈源结构包含到HFSS-IE的设计模型中去，从而得到包含其散射特性的最终结果。
        工程师可以结合HFSS建立一个联合工程，并选择最佳的求解器来仿真不同的待求问题，从而充分发挥各自求解器的优势。

      4、混合有限单元-边界积分法（Hybrid Finite Element-Integral Equation Method, FE-BI）
        FEBI技术是基于HFSS的区域分解以及三维积分方程技术开发的求解技术。这项技术在开边界上使用积分方程法，为FEM仿真提供一个理想的空间截断。 FE-BI技术结合了有限元和积分方程法的优点：用有限元法解决复几何结构问题，并用MOM直接计算自由空间格林函数来精确求解辐射以及散射特性。通过这项新技术，天线设计人员可实现对远场辐射特性更理想、更精确的求解，从而使设计工作更加从容。对于包含天线平台的整体仿真，可以设置呈凹形且完全共形于物体的辐射边界来减少有限元方法的求解空间，从而有效的减小问题规模。

        5、HFSS按需求解技术（HFSS Solver on Demand）
        HFSS按需求解技术使用户可以在Ansoft Designer直观的层结构版图界面中直接调用HFSS，为电子CAD软件（ECAD）的导入，绘图以及电磁设计的参数化提供了一个理想的设计流程。这个接口为需要将传统基于二维层结构的设计转化为更加严谨、准确、可靠的HFSS三维模型的工程师提供了解决之道。使用按需求解技术，HFSS中的建模、材料特性、端口设置和边界条件都可以在Ansoft Designer的版图界面中自动完成。Cadence Design Systems、Mentor Graphics以及Zuken软件中的RFIC版图、IC封装和印刷电路板模型均可直接导入Ansoft Designer并调用HFSS求解而不需要 ..

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