[第六课]HFSS激励类型和求解器设置

本课任务： E!ZDqq
 
1、传统低版本V15以下的激励类型和求解器。 [*50Ng>P`  
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。 ~A"ODLgU9  
波端口激励设置：设置积分校准线（选择模式驱动求解类型）或终端线（终端驱动求解类型），S参数，归一化阻抗值和端口平移距离等信息。 *rW]HNz  
集总端口激励（Lumped Port）：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。设置步骤和波端口相似。 -h.']^I  
Floquet 端口激励（Floquet Port）：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。对这个设置不太了解，需要深入学习。 :*4yR
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入射波激励（Incident Wave）入射波激励（Incident Wave）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。 HFSS 最新版本允许用户分配 7 种不同 类型的入射波激励，分别为 Plane Wave、Hertzian-Dipole Wave、Cylindrical Wave、Gaussian Beam、Linear Antenna Wave、Far Field Wave 和 Near Field Wave。 Iye  
电压源激励（Voltage Source）：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。在使用电压源激励时，用户需要注意以下两点。 qQVqS7 t  
    （1）电压源激励所在的平面必须远小于工作波长，且平面上的电场是恒定电场。 m6g+ B>  
    （2）电压源激励是理想的源，没有内阻，因此后处理时不会输出 S 参数。 {uw'7 d/  
磁偏置激励（Magnetic Bias）：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。 ~1}NQa(  
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。使用电流源激励时，用户也需要注意以下两点。 A0&~U0*(~  
    （1）电流源激励所在的平面/缝隙必须远小于工作波长，且平面/缝隙上的电流是恒定的。 g,Q!F  
   （2）电流源激励是理想的源，没有内阻，因此后处理时不会输出 S 参数。 |F6C&GNYT  
求解器： Pyk~V)~M  
模式驱动求解（Driven Modal）：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) 5#:tL&q  
终端驱动求解（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! y.mojx%?a  
本征模求解（Eigenmode）：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! lr^-  
V15新增了HFSS-IE求解器和HFSS-FEBI求解器 `ORDN|s6  
HFSS-IE求解器综述： VsUEp_I  
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。 M@csB.'  
HFSS-FEBI求解器综述： !fz`O>-mZ  
HFSS-FEBI的全称是有限元-积分方程混合算法求解器，它是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。 (&X"~:nm2  
2、哪些是V18中新增的激励类型和新的求解器。 ZXr]V'Q?  
高版本加入了Transient和Characteristic Mode类型。 Npq=jlj  
HFSS时域瞬态求解器( .. -4X,x  
7tfFRUw  

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1．模式驱动求解类型 />n0&~k[h  
       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。 se)I
2T{J  
       2．终端驱动求解类型 &1Az`[zKGW  
       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。 c9ghR0WM  
       3．本征模求解类型 cBm3|@7  
       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，也可以用于计算谐振腔体的无载Q值。 ]=_BK!O  
应用本征模求解时，需要注意以下几方面。 .b]oB_  
       （1）不需要设置激励方式。 $~`(!pa:  
       （2）不能定义辐射边界条件。 -7+Fb^"L  
       （3）不能进行扫频分析。 !p9B
H6$`  
       （4）不能包含铁氧体材料。 sH&8"5BT%  
       （5）只有场解结果，没有S参数求解结果。 W C`1;(#G  

在做周期性结构，可以讨论交流