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[第六课]Re:HFSS激励与求解器

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0楼发表于: 2018-02-06 22:15:10

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。图 5.22 列出了 HFSS 中所有的激励方式类型。

模式驱动(Driven)------计算以模式为基础的S参数.根据波导模式的入射和反射功率表示S参数矩阵的解!----个人认为波导,天线等用这个模式多!(不是绝对)
终端驱动(Driven Terminal)------计算以终端为基础的多导体传输线端口的S参数.此时,根据传输线终端的电压和电流表示S参数矩阵的解!----微带类用这个比较多!
本征模(Eignemode)-----计算某一结构的本征模式或谐振.本征模解算器可以求出该结构的谐振频率以及这些谐振频率下的场模式!

HFSS-IE求解器综述：

HFSS-IE的全称是积分方程法求解器，它是一个基于全波积分方程的电磁场求解器，该求解器采用的是面网格，求解的导体和介质模型表面的电流，由于HFSS-IE不需要另外绘制空气盒子并对其划分网格和计算，因此可以高效求解开发空间的辐射和散射问题，特别适合于计算大尺寸的开放域问题。HFSS-IE求解器的主要特点如下：

1. 支持无限大地平面设定；

2. 无需另外设定吸收边界条件；

3. 参考地可以使用镂空图形；

4. 支持单点离散扫频和插值扫频；

5. 支持HFSS场到场链接。

HFSS-FEBI求解器综述：

HFSS-FEBI的全称是有限元-积分方程混合算法求解器，它是基于基于有限元算法和全波积分方程算法的一个混合求解引擎，有限元法擅长求解具有复杂结构、介质材料和复杂激励的问题。而积分方程法擅长求解大的开放空间问题。FEBI求解器有效地结合了两种方法的优点，在物体内部精细结构体内采用FEM求解，在物理表面采用IE求解，这样的好处就是在保证结果精度的同时可以大幅度的缩减求解空间，特别适合于计算带介质腔的电大尺寸的开放域问题，如带天线带天线罩的一体化仿真。HFSS-IE求解器的主要特点如下：

1. 对辐射边界到辐射体的距离尺寸没有要求；

2. 对波的入射角度没有限制，无反射边界条件；

3. 任意的共形边界，减少时间节省资源；

4. 支持单点离散扫频和插值扫频；

5. 支持HFSS场到场链接。

HFSS是作为行业标准的三维全波电磁场仿真工具，对于高频和高速器件的设计工作必不可少。HFSS提供多种基于有限元(FEM)算法的求解技术，用户可根据需要执行的仿真模型来选择合适的求解器。

●频域求解器

●时域求解器

●积分方程法求解器

● FE-IE混合求解器

● HFSS按需求解技术

       每种HFSS求解器都基于强大的自动求解流程，即用户只需要指定器件的几何模型、材料特性和希望得到的输出量，HFSS便能够根据以上信息使用有限元算法自动地剖分产生合适、高效、精确的网格来求解问题。对于HFSS而言，是物理特性决定网格剖分，而不是网格剖分决定物理特性。

       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。

       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。

       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。

       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。

       HFSS按需求解技术（HFSS Solver on Demand）
       HFSS按需求解技术使用户可以 ..

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1楼发表于: 2018-02-06 22:18:46

只怪英语没学好，只能截图了。

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