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[第六课]熟悉HFSS的激励的类型和设置

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0楼发表于: 2018-04-12 19:26:16

1、传统低版本V15以下的激励类型和求解器。
激励类型有以下7种：
（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。
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。
（2）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。
（3）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。
（4）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。
（5）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。  一是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。  二是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。
（6）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。
（7）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。一是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。  二是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。
求解器有以下3种：
（1）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。
（2）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。
（3）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!

2、哪些是V18中新增的激励类型和新的求解器。
（1）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，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。
（2）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
（3）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 ..

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