[第八课]熟悉HFSS的求解设置

（2）单击对话框的 General 选项卡，设置求解频率和收敛误差等信息，该选项卡中各部 分的功能如下。

1.Setup Name ：求解设置的名称，默认名称为 Setupn，用户也可以自己键入其他名称； 求解设置完成后，该名称会添加到工程树的 Analysis 节点下。

2.Enabled 复选框：该项表示是否激活当前求解设置项。选中该复选框表示 HFSS 仿真 计算时需要分析该求解设置项，反之则表示 HFSS 仿真计算时不需要分析该求解设置项。

3.Solve Ports Only 复选框：选中该复选框表示只计算端口平面的场模式；通常用于在 运行仿真计算之前确定模式数、模式的场和端口长度，从而给出正确的端口设置。  

4.Solution Frequency ：求解频率或者自适应网格剖分的频率。

5.Maximum Number of Passes ：最大迭代次数。自适应网格剖分细化的过程在满足收敛 误差或者达到最大迭代次数时自动终止。

6.Maximum Delta S ：S 参数收敛误差标准

7.Use Matrix Convergence ：选中该项后，会激活右侧的 Set Magnitude and Phase…按钮， 同时Maximum Delta S 项变成灰色不再生效；单击Set Magnitude and Phase…按钮，可以分别设置S 参数的相位和幅度收敛误差标准，只有二者同时收敛时，网格剖分完成。

（3）然后，单击选中对话框的 Options 选项卡，设置网格剖分相关选项，该选项卡的各部分功能如下：

·        ØInitial MeshOptions 栏：

·        Do LambdaRefinement ：设置初始网格单元的大小，HFSS 自动细分网格以使网格单元的长度满足此处的设置要求。例如默认的 Lambda 值为 0.3333，即要求初始网格单元的长度必须小于 1/3 个波长；这个波长是基于前面设置的自适应网格剖分频率计算的。

·        Use FreeSpace Lambda ：选中该项表示在初始网格剖分过程中，忽略物体的材料 特性，以自由空间的波长作为衡量标准。对于高导电率的介质材料（如脑组织液或盐水）一般选中该项，这样尽管射频信号只能穿透材料表面附近的有限区域，HFSS 仍然能够产生足够多的初始网格。

·        Adaptive Options 栏：

·        ØMaximum Refinement Per Pass ：自适应网格剖分时，每次迭代前后，网格数量最 多能增加的百分比。这将保证两次迭代之间的网格数有足够的变化，确保不会收到虚假的收 敛信息。默认值 30%能满足绝大多数设计的要求。  

·        ØMaximum Refinement ：自适应网格剖分时，每次迭代过程前后，最多能增加的网格数量。一般不选中该项，以上面Maximum Refinement Per Pass 项设定的百分比作为标准。  

·        MinimumNumber of Passes ：自适应网格剖分时，无论是否达到收敛标准，必须 在完成此处所设定的最小迭代次数之后才能停止网格剖分细化。

·        MinimumConverged Passes ：自适应网格剖分时，在达到收敛标准后，还需要继 续进行的迭代次数。

·        Ø Solution Options 栏。  

·        Order ofBasis ：选择有限元算法的基函数，在其下拉列表中可以选择零阶基函数 （Zero Order）、一阶基函数（First Order）和二阶基函数（Second Order），基函数的选择会影响到前面 Lambda Refinement 处默认初始网格大小的设置，其对应的关系为如表 6.1 所示。在剖分单元数目相同的情况下，高阶基函数具有更多的未知量，计算结果更加准确。一般来说，对于结构较为简单的电大尺寸问题，选用高阶基函数可以在较少的剖分单元情况下获得较好的精度；对于几何结构较为复杂的问题，可以在较为细致的剖分情况下选用低阶基函数来逼近真实解。HFSS 默认选用的是一阶基函数（First Order）。

表 6.1 基函数和默认初始网格大小的对应关系   ejY|o Bj  
                           模式/终端驱动求解      本征模求解   7/*a
 
l             0.1 lZeroOrder                       0.1 }T!2IaAB  
l                0.2lFirstOrder                       0.333 .;6G?8`  
Ø                0.4 lSecondOrder                   0.667

·        EnableIterative Solver ：选中该项后，HFSS 会使用迭代求解器对良态矩阵进行求 解，对于大型问题，这样能极大地降低内存占用和减少计算时间；Relative 用来设置迭代求 解器的收敛误差标准，一般取默认值 0.0001。该项不适合 Zero Order 问题。    

（4）单击选中对话框 Advanced 选项卡，该界面中各项所代表的意义如下：

·        Initial Mesh Options 栏: Ø

·        Use CurrentMesh from ：使用其他设计所生成的网格；选中该复选框后，Options 选项卡的 Initial Mesh Options 相关设置不再生效。

·        Port Options 栏: Ø

·        ØMaximum Delta Z0：设置端口平面自适应网格剖分时的收敛误差标准，用网格细化前后端口阻抗Z0的变化百分比来表示。因为HFSS 进行全三维解算时是将端口处的场设置为边界条件的，所以端口平面网格细分将引起 HFSS 细分整个模型结构的网格。因此，此处收敛误差设定的值如果很小会生成非常复杂且毫无必要的有限元网格，一般取系统默认值2% 即可。  

·        ØUse Radiation Boundary On Ports ：该项只对波端口有效；选中该复选框后波端口与辐射边界条件相接触的边会自动设为辐射边界条件；不选中该复选框，则自动设为理想导 体边界条件。  

·        Set Trianglesfor Wave ：端口处的网格剖分细化终止标准。每个模型端口处的网 格都将自适应地细分，直到满足上面Maximum Delta Z0处设置的收敛误差标准或者达到所设定的网格剖分三角形个数的上限。选中该复选框后，在Minimum 和Maximum 项输入网格剖分时生成的三角形个数的下限和上限；如果不选中该复选框，HFSS 将根据端口的设置来确 定合理的三角形个数的下限/上限。

（5）上述各项都设置好了之后，单击确定按钮，完成求解设置。设置完成后，求解设置的名称Setup1 会添加到工程树中的 Analysis 节点下。

注意： 对于不同的求解类型和端口激励方式，其收敛误差判断方法和求解设置对话框稍有不同。上面的分析设置对话框对应的是波端口和集总端口激励方式下的设置，其收敛误差用delta S 表示；电压源激励、电流源激励、入射波激励和磁偏置激励下的求解设置，其收敛误差用 Maximum Delta Energy 用（delta E）表示；本征模求解类型下的求解设置，其收敛误差 Maximum Delta Frequency Per Pass（delta F）表示。

对于当前设计中已经添加的求解设置项，用户可以随时修改或删除。展开工程树中的 Analysis 节点，选中需要修改或删除的求解设置项，然后单击右键，在弹出菜单中选择 【Properties…】操作命令，可以重新打开求解设置对话框，对该求解设置项进行编辑修改；在弹出菜单选择【Delete】操作命令，可以删除当前选中的求解设置项。