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HFSS求解器应用详解:IE求解器、FEBI求解器(二)

2020.9.28
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王辉

致力于为分析测试行业奉献终身

3.给材料赋值及边界条件:

HFSS-IE里面支持的边界条件如下图:

20150723060721575.png

由上图可以看到,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)。

20150723060736327.png

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,如下图:

20150723060751951.jpg

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,如下图:

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。如下图:

HFSS-IE的仿真结果精度分析:

20150723060813573.jpg

20150723060827828.jpg

HFSS-FEBI求解器综述:

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。HFSS-IE求解器的主要特点如下:

  1. 对辐射边界到辐射体的距离尺寸没有要求;

  2. 对波的入射角度没有限制,无反射边界条件;

  3. 任意的共形边界,减少时间节省资源;

  4. 支持单点离散扫频和插值扫频;

  5. 支持HFSS场到场链接。


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