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[第七课]HFSS激励的类型和求解器（2）

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0楼发表于: 2018-02-07 21:28:11

一．激励
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。激励端口是允许能量进入或流出几何结构的特殊边界条件类型。
1. 波端口激励（Wave Port）
默认情况下，HFSS中与背景相连的物体表面都默认设置为理想导体边界，没有能量可以进出，波端口设置在这样的面上，提供一个能量流进/流出的窗口。波端口激励方式常用于波导结构、带状线结构以及共面波导结构等模型的仿真计算。与背景相接触的端口，激励方式一般都设置为波端口激励。

2. 集总端口
集总端口激励和波端口激励是 HFSS 中最常用的两种激励方式。集总端口类似于传统的波端口，与波端口不同的是集总端口可以设置在物体模型内部，且用户需要设定端口阻抗；集总端口直接在端口处计算 S 参数，设定的端口阻抗即为集总端口上 S 参数的参考阻抗；另外，集总端口不计算端口处的传播常数，因此集总端口无法进行端口平移操作。集总端口常用于微带线结构。

3. Floquet端口
Floquet端口基于 Floquet 模式进行场求解，用于二维平面周期性结构的仿真设计，如平面相控阵列和频率选择表面等类型的问题。与波端口的求解方式类似，Floquet 端口求解的反射和传输系数能够以 S 参数的形式显示；使用 Floquet 端口激励并结合周期性边界，能够像传统的波导端口激励一样轻松地分析周期性结构的电磁特性，从而避免了场求解器复杂的后处理过程。此外，Floquet 端口允许用户指定端口处入射波的斜入射角和极化方式，然后从求解结果中选择所关心的极化分量。

4. 入射波激励
入射波激励（IncidentWave）是用户设置的朝某一特定方向传播的电磁波，其等相位面与传播方向垂直；入射波照射到器件表面，和器件表面的夹角称为入射角。入射波激励常用于电磁散射问题，如雷达反射截面（RCS）的计算。

5. 电压源激励
电压源激励（Voltage…）是定义在两层导体之间的平面上，用理想电压源来表示该平面上的电场激励。定义电压源激励时，需要设置的参数有电压的幅度、相位和电场的方向。

6. 电流源激励
电流源激励（Current…）定义于导体表面或者导体表面的缝隙上，需要设定的参数有导体表面/缝隙的电流幅度、相位和方向。

7. 磁偏置激励
当HFSS 设计中使用到铁氧体材料时，需要通过设置磁偏置激励（Magnetic Bias…）来定义铁氧体材料网格的内部偏置场；该偏置场使铁氧体中的磁性偶极子规则排列，产生一个非零的磁矩。如果应用的偏置场是均匀的，张量坐标系可以通过旋转全局坐标系来设置；如果应用的偏置场是非均匀的，不允许旋转全局坐标来设置张量坐标系。均匀偏置场的参数可以由HFSS 直接输入，而非均匀偏置场的参数需要从其他的静磁求解器（如 Ansoft Maxwell 3D 软件）导入。

二．求解器
HFSS 中有3 种求解类型：模式驱动求解（Driven Modal）、终端驱动求解（Driven Terminal）和本征模求解（Eigenmode）。
    1．模式驱动求解类型
    以模式为基础计算 S 参数，根据导波内各模式场的入射功率和反射功率来计算 S 参数矩阵的解。
    2．终端驱动求解类型
    以终端为基础计算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来计算 S 参数矩阵的解。
    3．本征模求解类型
    本征模求解器主要用于谐振问题的设计分析，可以用于计算谐振结构的谐振频率和谐振频率处对应的场分布，以及计算谐振腔体的无载 Q 值。应用本征模求解时，需要注意以下几点。
    （1）不需要设置激励方式。
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