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[第七课]HFSS 的激励和求解器（2）

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0楼发表于: 2018-02-07 22:07:39

ANSYS HFSS 18.0 版本的新功能侧重于自动化仿真和设计工作流程的改善，旨在充分满足天线射频系统、高速电子设计等领域的需求。HFSS 18.0 增强了天线设计工具ATK、混合算法中新增了SBR+求解，从而优化了天线与无线设计工作流程，可以便捷地实现从天线设计到大型运载平台及城市环境中安装天线性能的全面分析。利用自动化宽带自适应网格剖分技（BAM）术，可以更精确、更高效地求解宽带问题。3D Layout 装配功能进一步提升，通过ECAD和MCAD的装配，轻松实现对整个电子系统的验证。

1、HFSS-IE求解器

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。
设置步骤：1.新建一个Project文件并添加HFSS-IE Design；
2.模型参数化建模。注意，HFSS-IE里面是不需要单独绘制Air Box的！除了不需要绘制Air Box意外，HFSS-IE里面没有Curvilinear的网格类型，所以曲面会按照Surface Approximation选项中的设置采用多段折线的方式来进行逼近迭代。此外，HFSS-IE只支持各向同性的材料，并且不支持铁氧体材料。
3.给材料赋值及边界条件：
HFSS-IE的边界条件类型比较少，其中Infinite Ground Plane的边界条件必须设置和X-Y平面平行，通过Z Location选项可以调节其在Z轴方向的具体位置。此外，Infinite Ground Plane边界条件上可以通过设置Aperture边界条件来实现类似金属上开孔的效果。特别注意的是，HFSS-IE的Select Material选项中只能选择金属材料（如铜、理想导体等）。
4.设置端口和激励：
HFSS-IE里面的激励只能设置成Terminal Lumped Gap Port和Incident Wave两种，具体设置方法与HFSS主界面一致。通过设置Incident Wave端口，可以利用Data Link将HFSS中计算得到的远场和近场辐射数据作为激励源链接到HFSS-IE当中，实现场到场的协同分析。
5.设置求解条件：
HFSS-IE的求解设置界面与HFSS基本相同，只是少了一些选项，需要注意的是，HFSS-IE不支持快速扫频方式，在进行表格网格剖分时，HFSS-IE将考虑到波长细分参数（Lambda Refinement），对于介质的表面，对应于电磁波在该介质中的波长；对于导体而言，则对应于电磁波在周围传播媒质中的波长。
6.结果查看和后处理：
在后处理方面，HFSS-IE与HFSS基本一致，需要注意的一点是因为端口激励的类型是Terminal，所以在Edit Sources里面，HFSS-IE定义幅度时是激励电压大小而不是HFSS里面的入射波功率。另外，在场图显示中，J和Q代替了HFSS当中的E和H。
2、HFSS-FEBI求解器
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。
设置步骤：

1.新建一个Project文件并添加HFSS Design；
2.模型参数化建模；
3.绘制Airbox辐射盒子；
FEBI求解器在原则上对辐射盒子到辐射体的距离尺寸没有要求，但一般仍然建议尺寸放到λ/8左右，保证积分面上的网格质量。
4.给材料赋值及边界条件；
5.设置端口和激励；
6.设置求解条件；
HFSS-FEBI的求解设置界面与普通的HFSS相同，在进行表格网格剖分时，HFSS-FEBI将考虑到波长细分参数（Lambda Refinement），对于介质的表面，对应于电磁波在该介质中的波长；对于导体而言，则对应于电磁波在周围传播媒质中的波长。
7.结果查看和后处理，在后处理方面，HFSS-FEBI与HFSS基本一致。
3、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 Galerkinmethod, 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。
4、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。
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 Desi ..

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1楼发表于: 2018-02-07 22:51:06

我发现help不是打不开，而是打开比较慢哦

楼主留言：

00谢谢我后来等了好久才开

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