第八章 HFSS微波仿真.ppt

第八章 HFSS微波仿真
8-1 HFSS基本介绍
一、 HFSS发展历程
二、 HFSS仿真原理
三、 HFSS仿真过程
四、 HFSS的主要功能
五、 HFSS的应用领域
8-2 HFSS软件系统
一、软件设计环境
二、基本操作
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8-1 HFSS基本介绍
HFSS–High Frequency Structure Simulator(高频电磁场仿真)软件由美国Ansoft公司开发的世界上第一个商业化的三维结构电磁场仿真软件,是目前国际上主流的三维高频电磁场仿真软件之一。HFSS是一种基于物理原型的EDA设计软件。
:模式到节点的转换;端对端的节点模型产生、求解及后处理;可输出高精度宽带SPICE模型;全波Spice(Full-Wave Spice);自适应插值扫频算法;支持集总电阻、电容和电感部件。
一、 HFSS发展历程
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8-1 HFSS基本介绍
2003年5月Ansoft 公司发布了HFSS的最新版本V9,。依靠其对电磁场精确分析的性能,使您能够轻松建立产品虚拟样机。
Ansoft HFSS ,这极有效地拓展了HFSS的仿真计算能力,此外运用HFSS (UDP)能方便建立各种模型及元件库。同时,具备与Ansoft Designer、Nexxim动态链接的特性:通过动态参数化链接,在RF/数模混合电路仿真中实现与三维电磁场的协同仿真。
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8-1 HFSS基本介绍
2005年8月Ansoft公司在美国发布HFSS v10。最新版HFSS v10强化了与CAD工具和其他分析工具之间的配合。CAD模型有时会出现微小的段差和坐标误差,这种误差使得HFSS以前的版本有时无法使用该模型。
HFSS v10新增了一种功能,即具有能够消除微小段差和坐标误差影响的功能,能够直接使用绝大多数CAD模型。Ansoft将其称为“Healing功能”。所以即使CAD模型有时会出现微小的段差和坐标误差,HFSS v10也能将其分割成最佳的微小网格后,进行电磁场分析。另一点就是:HFSS v10与SIwave v3进行协作分析的示例,能够看到车身内部的印刷电路板产生的不必要辐射的活动情况。
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8-1 HFSS基本介绍
HFSS采用的理论基础是有限元方法。有限元法是一种积分方法,其解是频域的,所以HFSS是由频域到时域,对于设计各种辐射器及求本征模问题很擅长。HFSS应用切向矢量有限元法。
二、 HFSS仿真原理
所谓的有限元法,就是将整个区域分割成许多很小的子区域,这些子区域通常称为“单元”或“有限元”,将求解边界问题的原理应用于这些子区域中,求解每个小区域,通过选取恰当的尝试函数,使得对每一个单元的计算变得非常简单,经过对每个单元进行重复而简单的计算,再将其结果总和起来,便可以得到用整体矩阵表达的整个区域的解,这一整体矩阵又常常是稀疏矩阵,可以更进一步简化和加快求解过程。
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8-1 HFSS基本介绍
三、 HFSS仿真过程
HFSS仿真过程图
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8-1 HFSS基本介绍
四、 HFSS的主要功能
5. 电磁场与系统电路集成协同仿真设计能力。
1. 提供了一个基于三维电磁场的自动化设计流程的设计平台。
2. 集成了工程设计所必需的强大的参数化设计、优化、敏感性及公差统计仿真分析功能。
3. 新一代仿真工具赋予了更灵活的网格剖分、收敛精度及仿真分析控制等功能,从而具有更快的仿真速度和更高的设计精度。
4. 其参数化设计、强大的建模及图形功能使工程仿真设计变得十分方便。
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8-1 HFSS基本介绍
HFSS设计的新特点
精确
快速
方便易用
工程实用—参数化扫描、优化设计、敏感性分析、公差统计
电磁场与系统、电路集成协同仿真设计
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8-1 HFSS基本介绍
五、 HFSS的应用领域
射频和微波器件设计
对于任意三维高频微波器件,如波导、滤波器、耦合器、连接器、铁氧体器件和谐振腔等,HFSS都能提供工具实现S参数提取、产品调试及优化,最终达到制造要求。
2. 天线、阵列天线和馈源设计
HFSS是设计、优化和预测天线性能的有效工具。从简
单的单极子天线到复杂雷达屏蔽系统及任意馈电网络HFSS
都能精确地预测其电磁性能,包括辐射向图、波瓣宽度、
内部电磁场分布等。
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8-1 HFSS基本介绍
T形波导结构内部电磁场显示
非均匀螺旋天线的模型分析
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