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[第六课]Re:HFSS入门培训班02期第六课

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0楼发表于: 2018-04-11 16:01:02

HFSS激励是定义在三维物体上或表面的激励源，激励端口是一种允许能量进入或流出几何结构的特殊边界条件类型，有以下几种：
波端口
wave port，wave port翻译过来就是波端口的意思，wave port的激励称作本征波，比如微带线馈源提供的准横电磁波TEM波，它加在一个横截面（剖面）上，wave port有个很特别的地方就是它的端口阻抗端口，当加了wave port后对端口进行做不归一化处理时，那么求解器在求解时把该端口看作一个半无限长均匀传输线，该传输线具有与端口相同的截面和材料，利用2D特征模求解器可以求得对应模式的特性阻抗即等于端口阻抗端口，也就是说不管在哪个频率上求得的端口阻抗在端口处与被测网络是完全匹配的，信号在端口处不会发生任何反射。另外当我们假设导体模型为理想导体时，我们可以不需要建立地平面，也就是参考平面，软件会将介质边界处当做Perfect Conductors来处理，端口的设置中仅仅需要指定导体就可以。
集总端口
lumped port翻译过来就是集总端口，lumped port的激励是以电压或者电流的形式，加在一个点或者一个单元上，本身HFSS是一个计算电磁波在空间分部的一个软件，波是矢量，电压电流则为标量，lumpedport加的时候非常的方便，使用简单，尤其激励点附近存在几何或材料上的不连续区时只能选用lumped port，一般都设为纯电阻50欧，也就是说求解后观察端口时它会一直是50欧不会变化。
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。
        平面周期性结构可以看做由一个个相同的单元（Unit Cell）组成，使用Floquet端口和主从边界条件分析平面周期结构，用户只需要提取其中一个单元，然后建模，如图1所示。在设置Floquet端口激励时需要指定端口的栅格坐标系统（Lattice Coordinate System），该坐标系统的a、b轴分别表示周期性结构单元的排列方向。
入射波激励
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。
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
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

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。

求解类型和求解器
传统低版本V15以下的激励类型和求解器
模式驱动(Driven)------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

终端驱动(DrivenTerminal)------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

本征模(Eignemode)-----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

V18中新增的激励类型和新的求解器
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 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。

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

混合有限单元-边界积分法（Hybrid Finite Element-Integral Equation Method, FE-BI）
        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 ..

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