
HFSS帮助中文翻译.docx
6页1 HFSS帮助文件翻译单频率解决 单频率解决在单个频率点产生适应性或非适应性解,解决频率在Solution Setup对话框中指定, 并且通常是执行频率扫描的第一步适应性解决指的是建立有限元网格并自动精修错误最高的 区域一一从而提高了随后的适应性解的精度执行单频率解决方案的程序如下所示:频率扫描当你想通过一个频率范围产生解时,使用频率扫描你可以选择以下一种扫描方式:快速:为每个小频率范围产生唯一的全场解最适用于突然共振的模型或在频带内改变操作的 模型一个快速扫描方案可以得到场在谐振点附近行为的精确描述离散:在频率范围内特定频率点上产生场解最适用于只用频带内一部分频率点来精确描述结 果插入:用来评估全部频率范围内的解最适用于频带很宽且频率相应比较光滑的情况,以及快 速扫描的内存超出了可用值快速频率扫描快速频率扫描为每个小频率范围产生唯一解当模型在频谱范围忽然谐振或改变行为时选择快 速扫描快速扫描能得到谐振点附近行为的精确表示HFSS使用频带中心频率选择合适的特征值问题从而为整个快速扫描产生一个解然后使用基 于适应性Lanczos-Pade扫描(ALPS)的求解器从中心频率场解来外推要求的频带范围的场解。
如果解决频率位于频带范围内(比起始频率高且比终止频率低),HFSS将解决频率作为中心 频率否则频带范围的中点被用作中心频率记住,HFSS在解决频率的适应性解决中使用有限元网格精修,如果你没要求适应性解决,产 生的初始网格将应用于问题系统将使用这个网格而不再进一步对其进行精修同样,中心频 率的场解是最精确的取决于你在频率范围内要求的精度水平,你可以在其它中心频率执行频 率扫描全场解只在中心频率被保存,而S参数在所有频率点被保存;然而,快速扫描允许扫描范围内 所有频率项的后处理快速扫描所需要的时间大大多于单个频率解决的时间注意:当执行快速扫描时,频率范围内的任何端口模式不能与切口相交叉如果出现了交叉, 一个错误信息就会出现,列出违反这个原则的端口和模式快速扫描程序如下所示:离散频率扫描离散扫描在频带内的特定频率点产生场解例如,指定频带1000MHz到2000MHz,步长2.5, 结果是1000, 1250, 1500, 1750, 2000MHz的解默认情况下,只有最后计算的频率点的场 解会保存,在这个例子中是2000MHz设置了求解点后,如果你想保存特定点的场解,选择 Save Fields,每个频率点的S参数被保存。
你要求的步数越多,完成频率扫描所需的时间越长如果频带范围的解只需一些频率点就能精确表示,选择离散扫描记住,HFSS在解决频率的适应性解决中使用有限元网格精修,如果你没要求适应性解决,产 生的初始网格将应用于问题系统将使用这个网格而不再进一步对其进行精修由于适应性解 决的网格仅在解决频率处被优化,对于和此频率相差较大的频率,结果的精确度可能会有很大 的变化如果你想使变化最小,你可以选择频带中心作为解决频率然后,检查了结果后,在 解决频率设置为临界频率时运行额外的解决插入频率扫描插入频率扫描评估了全频范围的解HFSS选择计算场解的频率点从而使所有内插替换解落在 允许误差内当解达到允许误差标准或产生了最大数目的解后,扫描完成要了解解的更多信 息,增加步数并重新执行扫描每个点的场解都会被删除,这样下一个点的新的场解就会产生只有最后计算的频率点的所有 场解才会被保存每个频率点的S参数都会被保存当频率范围很宽或频谱响应较为平滑,或者快速扫描的内存需求超出可得到的内存,选择插入 扫描插入扫描所花的时间比离散扫描少的多,因为全场解是基于最少频率点被内插替换的插入扫描的最大时间可表示为单个频率解决时间乘上最大解决次数。
记住,HFSS在解决频率的适应性解决中使用有限元网格精修,如果你没要求适应性解决,产 生的初始网格将应用于问题系统将使用这个网格而不再进一步对其进行精修解决类型(求解器设置)受驱模式解决当你想用HFSS计算微波传输带,波导,传输线等被动高频结构的基于模式的S参数时,选择 Driven Modal S 参数解决将用一系列波导模的入射和反射能量来表示受驱终端解决当 你 想 用 HFSS 计 算 基 于 终 端 的 多 导 体 传 输 线 端 口 的 S 参 数 时 , 选 择 Driven Terminal Solution S 参数的解将用一系列电压和电流来表示本征模式解决 当你想计算一个结构的本征模式,或者谐振时,选择Eigenmode Solution本征模式解决器 找到结构的谐振频率并计算在这些频率点的场本征模式解决本征模式解决器可以找到损耗结构和无损结构的本征模式,可计算空腔的无负载QQ是品 质因数,是系统消耗了多少能量的量度无负载 Q 是由无损材料造成的能量损失因为端 口和其他源被限制在本征模式问题中,被计算的Q不包括由这些源造成的损耗以下限制应用于本征模解决设计:以下激励不可被定义:端口,入射波,电压源,电流源,偏置磁场源。
辐射边界不可被定义频率扫描是不可用的你不能观察或绘制 S 矩阵参数设计不能包括铁素体计算谐振频率本征模频率(结构的谐振频率)如下计算:,其中c是光速,f是波频计算品质因数Q是无负载品质因数,是结构中由损耗材料造成的能量损耗多少的量度因为端口和其他源 被限制在本征模式问题中,被计算的Q不包括由这些源造成的损耗HFSS使用下式计算近似的品质因数,其中U是空腔存储的总能量,P是功率损耗,例如电 阻损耗计算自由空间波数自由空间波数k0谐振模式的频率有关,对于无损问题通过下式计算,其中S和T是依赖于 模型几何和网格的矩阵,x是电场解,k0是自由空间波数场解 在反复适应性求解过程中,在所有场解之前 S 参数是典型的稳定因此,当你有兴趣分析与某个结构有关的场解时,使用比正常情况更严格的收敛准则是需要的另外,对于任意给定的适应性反复的数目,解出的磁场(H场)比电场(E场)的精确度低, 因为磁场是通过它跟电场的关系由电场计算出来的场覆盖图在 HFSS 中,场覆盖代表在表面或实体内的基本场量或派生场量绘制场的实体可以是模型 几何中已经存在的部分,也可以是你在后处理模式中回转的实体如果你选择了一个表面HFSS将在表面绘制场量。
如果你选择了一个实体,HFSS将在该实体的体积内部绘制场量 你可以选择绘制场的标量图或矢量图标量图使用渐变线来说明表面或体积内的场量的数 量矢量图使用箭头来说明场量x,y,z分量的数量场量默认的能被绘图的场量,它们的定义,以及相应的单位如下所示:Complex MagE电场复数模V/mComplex MagH磁场复数模Amps/mComplex Mag Jvol体电流密度的复数模 Amps/m2Complex Mag Jsurf面电流密度的复数模 Amps/m场量定义单位Mag E电场模V/mMag H磁场模Amps/mMag Jvol体电流密度模Amps/m2Mag Jsurf面电流密度模Amps/mVector E 电场 V/mVector H 磁场 Amps/mVector Jvol 体电流密度 J(x,y,z) Amps/m2Vector Jsurf 面电流密度 J(x,y,z) Amps/mVector Real Poynting 坡印亭矢量,定义为 E x H* W/m2Local SAR特定吸收率W/kgAverage SAR 平均特定吸收率 W/kg指定相位角指定场量被计算时的相位角使你能计算场数量在其周期不同点上的实部。
这些量可表示为A(x, y, z, t) = A(x, y,z)cos(®t + 0(x, y, z)),其中®是场量相位角振荡频率,在解决时设定 0 (x,y,z)是相角(余弦波偏置量,峰值在t=0)峰值与RMS相量的对比这部分关注场量在HFSS中是如何表示的有些用户用不到这些信息,例如想知道端口 S参 数或场解相对振幅的用户而想知道场量绝对值的用户需要考虑两种场表示方式的不同,即 峰值和平均值 HFSS 在频域解决并获得定态有限元场解的相量表示式物理量如瞬时(时 域)电场随后作为派生量从相量表示式中得到如果Ex是代表时谐电场的“峰值”相量的x分量,在时刻t的物理电场x分量,表示为Ex(t), 通过来计算,其中R是复数或复函数的实部,是角频率,j是虚部单位,t是时间另外, 如果Ex是一个“均值”相量,一个额外的因子是必需的,即作为这些公式的结论,在一个 整周期内观察到的峰值物理场(Ex(t)),在峰值相量中 max(Ex(t))=,而在均值相量中 max(Ex(t)= 另外,给定了相量E和H,要计算通过一个平面的平均能流,复坡印亭矢量的实部x分量 要沿着表面积分复坡印亭矢量S的正确表达方式取决于使用了那种相量。
对于峰值相量,, 对于均值相量, HFSS 的使用惯例如下:入射到一个端口上的每个传输模式包括1 瓦特的时间平均功率电路差值源用峰值形式来表示也就是说,如果电势差源数量是5伏,那么时域电路源表现 为 同样的情况也适用于电流差源平面波源用峰值形式来表示也就是说,如果平面波数量是5V/m,平面波入射场数量可表 示为 辐射功率,例如通过场后处理器计算的,是用复坡印亭矢量计算的时域平均量场计算器中的相量是峰值相量计算器中的坡印亭矢量按钮因此用峰值相量执行坡印亭矢 量 ,无论是计算平均量还是瞬时量的计算都要遵守峰值相量惯例计算 SAR 特定吸收系数(SAR)是损耗介质材料中电磁能量吸收量的量度SAR是一个基本的标量场 量,可以用HFSS在实体表面或内部被绘制HFSS使用下式计算SAR:,其中=材料电 导率, 是电介质的质量密度,单位是质量/单位体积HFSS中有两种类型的SAR图:局部SAR和平均SAR当计算局部SAR时,HFSS使用上 述公式计算覆盖图中每个网格点的SARHFSS沿着图内插替换网格点之间的值在绘制平 均SAR时,对于图上的每个网格点,HFSS报告一个包围该网格点的小体积的平均SAR。
该体积由以下设置确定: 材料的质量密度, 包围每个网格点的材料质量, 它们在 Specific Absorption Rate Setting 对话框中设定。












