[第七课]熟悉HFSS的激励类型和求解器（2）

第七课：熟悉HFSS的激励类型和求解器（2） hvGb9  
                                                         学号H2018010208 jKQnox+=  
昨天贴图对比了HFSS几种版本的求解模式和激励方式。今天做一个简要的说明： T:wd3^.CG  
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选择菜单条目HFSS>SolutionType hW>@jT"t1C  
Solution Type: @8@cpm  
1.Driven Modal(模式驱动)：这种求解模式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标示S参数矩阵的解。（收敛判断）：模式S参数的差值▽S。 RKIqg4>E  
2.Driven Terminal(终端驱动):这种求解模式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。（收敛判断）：单端或不同节点S参数的差值▽S。 4|Jy]  
3.Eigenmode(本征模):计算某一结构的本征模式或者谐振，本征模计算器可以求出该结构的谐振频率以及这些频率下的场模式。（收敛判断）：频率差值▽F NK*~UePy  
4.Transient(瞬态求解类型)：HFSS13版本以后出现，Transient是一个全波电磁场暂态三维求解器，它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的求解精度成为电磁行业标准。 HI']{2p2}t  
5.Characteristic Mode：HFSS16版本以后出现。 w0moC9#$?  
~z>2`^Z"  
激励方式： 
tA@#S
Iw  
1.Wave Port fYx$3a.  
-外部端口 \0j|~/6  
-通过传输线方式将信号加入模型中 " I`<s<  
-端口定义为传输线的截面，HFSS在端口处求解传输线的特性，得到特性阻抗，用于计算S参数 XXmtpM8  
-传输线以端口的形式可以向后无限延展 50rq}-  
-端口是李相匹配负载 [F+lVb  
-端口面所在位置就是参考面，对计算S参数的相位很重要 BWL~)Hx  
-对于包含开放结构的传输线（如微带线）可建立二维物理用以定义端口 o?^j1\^  
-所定义的位置上，场只能是单向存在的，整个结构的最外面，与背景相接，与理想导体相接WavePort的边是Perfect E 0_qqBL.4  
-WavePort只能定义在没有场分布的区域 ~mK9S^[  
2.Lumped Port :?jOts>uP  
-内部端口 ,_YCl09p(  
-相当于测试系统的内阻，通过测试系统给模型加入信号 3,tKqR7g  
-使用者指定端口阻抗，端口阻抗设定为测试系统的内阻 EEn}Gw  
-实际求解时可以不画出探针结构 |)pT"`  
-端口面所在处有可能产生反射 L !yl^c  
-在电磁场集中的位置上作二维物体，信号线与地线连接 N+!{Bt*  
-做好的二维物体选中定义为集总端口 GC$Hp!H  
-必须作积分线，积分线方向必须一致，必须给定端口阻抗 CbS9fc&  
VILzx+v M  
3.Floquet Port 6E@r9U  
-用于周期性结构，与周期性边界条件相结合（阵列天线和频率选择性表面） l$d4g?Z  
-端口的边缘必须和周期性边界条件相接 2#6yO`?uo  
-对于开放结构，无需定义PML r6 ,5&`&  
-容易使用，速度快 #(bMZ!/(  
-输出S参数包括相位和幅度 2={`g/WeE  
-Floquet port类似于Wave port，区别在于Floquetport 相邻的边界必须是链接边界条件（LBCs,如周期性主从边界）；端口材料必须是各向同性且匀质的；模式由解析方法生成，而非本征解 $CHri|  
4.Incident Wave，入射波激励 v.\1-Q?  
5.Voltage，[ .. <8r%_ ']  
2}I1z_dq~  

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问题：求解模式（SolutionType）和求解器的关系。 _P 0,UgZz  
ML'4 2z Y  
看到有同学列了求解模式，有同学贴了求解器的资料。 如下： AFcsbw  
e48`cX\E  
求解器： rUEoz|e4a  
+(0Fab8g  
    1、 HFSS频域求解器 R$'4 d  
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。 m^rgzx19?  
!4GGq  
      2、 HFSS时域瞬态求解器(HFSS Transient)   gYVk5d|8@4  
        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。 GE]fBg  
CB<1]Z  
        3、积分方程求解器(HFSS-IE)   }ddwL  
        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。 06"p^#  
        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。 !<H[h4g  
        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。 h>-J
XuN  
[hTGWT3  
      4、 混合有限单元-边界积分法（HybridFinite Element-Integral Equation Method, FE-BI） Vo}3E]  
        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。 |};]^5s9  
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        5、HFSS按需求解技术（HFSS Solver on Demand） #mlTN3   
        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求解而不需要任何进一步的设置。还可将封装版图参数化来计算谐振和敏感度，得到电路运行中的阻抗变化。Ansoft Designer界面还支持传统ECAD原型，如封装焊盘、走线、焊丝、锡球等，为数字和射频工程师提供了最先进的解决方案。 =]&?(Gq  
L@2%a'  
HFSSV18中的求解器新增了弹跳射线算法求解器，主要用于电尺寸非常巨大的场合，能得到高效可靠的结果。 (mz5vzyw  
新增了一个关联场（linkedfield）的激励类型。 \?c0XD  
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释然同学不好意思，贴错地方了。amy_wang是否可以删掉