HFSS及其应用解析.ppt

AnsoftHFSS电磁仿真及其应用 一 HFSS简介 美国Ansoft公司开发的采用有限元法全波电磁仿真软件 以其无与伦比的仿真精度和可靠性 快捷的仿真速度 方便易用的操作界面 稳定成熟的自适应网格剖分技术成为业界公认的三维电磁场设计和分析的工业标准 HFSS HighFrequencyStructureSimulator 二 HFSS原理 有限元方法 FiniteElementMethod FEM 自适应网格剖分技术 三 HFSS的应用 射频和微波无源器件设计 HFSS能够快速精确地计算各种射频 微波无源器件的电磁特性 得到S参数 传播常数 电磁特性 优化器件的性能指标 并进行容差分析 三 HFSS的应用 天线 天线阵列设计 HFSS能够快速精确地计算天线的各种性能 包括二维 三维远场和近场辐射方向图 天线的方向性 增益 轴比 半功率波瓣宽度 内部电场分布 天线阻抗 电压驻波比 S参数等 三 HFSS的应用 高速数字信号完整性分析 HFSS能够自动和精确地提取高速互联结构和版图寄生效应 结合AnsoftDesigner或其它电路仿真分析工具去仿真瞬态现象 三 HFSS的应用 电磁干扰和电磁兼容 EMI EMC 分析 HFSS强大的场后处理功能可以把整个空间的场分布以色标图的方式直观地显示出来 进一步通过场计算器 FieldCalculator 可以给出电场 磁场强度的最强点 并能输出详细的场强值和坐标值 三 HFSS的应用 电真空器件设计 HFSS强大的本征模求解器结合周期性边界条件 能够准确地仿真分析器件的色散特性 得到归一化相速与频率的关系以及结构中的电磁场分布 为这类器件的设计提供了强有力的设计手段 三 HFSS的应用 目标特性研究和雷达散射截面 RCS 仿真 HFSS中定义了平面波入射激励 结合辐射边界条件或PML边界条件 可以准确地分析复杂目标的RCS 三 HFSS的应用 比吸收率 SAR 计算比吸收率是单位质量的人体组织所吸收的电磁辐射能量 它的大小表明了电磁辐射对人体健康的影响程度 HFSS可以准确地计算出指定位置的局部SAR和平均SAR 三 HFSS的应用 光电器件仿真设计 HFSS的应用频率 30MHz 300GHz 达到光波波段 能够精确仿真光电器件的特性 半导体热器件 热敏电阻 四 HFSS设计流程 新建工程 设置求解类型 创建设计模型 求解设置求解频率 扫频设置 分配材料属性分配边界条件分配端口激励 网格剖分细化 求解 结果是否收敛 是否需要扫频分析 扫频分析 数据后处理查看S参数 场分布图等 自适应网格剖分和求解过程 否 是 是 否 四 HFSS设计实例 工具栏 工程管理窗口 工程树 属性窗口 信息管理窗口 模型窗口 进程窗口 四 HFSS设计实例 建立模型 四 HFSS设计实例 分配材料属性 系统集成材料库 四 HFSS设计实例 分配材料属性 自定义新材料 各向同性 各向异性 四 HFSS设计实例 分配材料属性 自定义新材料 四 HFSS设计实例 周期性边界条件 主从边界条件 Master Slave 可以模拟平面周期结构 这对于模拟无限大平面及无限阵列非常有用 四 HFSS设计实例 激励 Floquent端口专门用于平面周期结构问题 从本质上说 Floquent模式是一类平面波 四 HFSS设计实例 求解设置 四 HFSS设计实例 计算信息查询 四 HFSS设计实例 计算结果 S参数 无金属衬底 四 HFSS设计实例 计算结果 S参数 有金属衬底 四 HFSS设计实例 为提高仿真结果的