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HFSS學(xué)習(xí)小結(jié)【網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載】

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HFSS學(xué)習(xí)小結(jié)1

1、
對(duì)稱的使用
對(duì)于一個(gè)具體的高頻電磁場(chǎng)仿真問題，首先應(yīng)該看看它是否可以采用對(duì)稱面。這里面的約束主要在幾何對(duì)稱和激勵(lì)對(duì)稱要求。如果一個(gè)問題的激勵(lì)并不要求是可改變的，比如全部同相饋電的陣列，此時(shí)最好采用對(duì)稱，甚至可以采用2個(gè)對(duì)稱（E 和H 對(duì)稱），將可以大大節(jié)約時(shí)間和設(shè)備資源。
2、面的使用
在實(shí)際問題中，有很多結(jié)構(gòu)是可以使用 2 維面來代替的，使用2 維面的好處是可以極大的減少計(jì)算量并且結(jié)果與使用3 維實(shí)體相差無幾。例如計(jì)算一個(gè)微帶的分支線耦合器，印制板的微帶以及地都可以指定某些面為理想電面代替，這樣可以很快的獲得所需要的物理尺寸及其性能。再以計(jì)算偶極子為例，如果偶極子是以理想導(dǎo)體為材質(zhì)的圓柱，那么相同的其他條件下其計(jì)算時(shí)間大約是采用等效面為偶極子的4～5 倍，由此可見一般。
3、Lump Port（集中端口）的使用
在 HFSS8 里提供了一種新的激勵(lì)：Lump Port，這種激勵(lì)避免了建立一個(gè)同軸或者波導(dǎo)激勵(lì)，從而在一定程度上減輕了模型量，也減少了計(jì)算時(shí)間。 LumpPort 也可以使用一個(gè)面來代表，要注意的是對(duì)該Port 的校準(zhǔn)線和阻抗線的設(shè)置一定要準(zhǔn)確，端口在空間上一定要與其他金屬（或電面）相接，否則結(jié)果極易出錯(cuò)。
4、關(guān)于輻射邊界的問題
在不需要求解近（遠(yuǎn)）場(chǎng)問題時(shí)，比如密封在金屬箱體里面的濾波器等密閉問題，無需設(shè)置輻射邊界。在需要求解場(chǎng)分布或者方向圖時(shí)，必須設(shè)置輻射邊界。這里有些需要注意的問題：在計(jì)算大帶寬周期性結(jié)構(gòu)時(shí)，比如3 個(gè)倍頻程，最好分段計(jì)算，例如以一個(gè)倍頻程為一段，也就是說在不同的頻段計(jì)算時(shí)設(shè)置不同大小的輻射邊界，否則在計(jì)算的頻率邊緣難以保證計(jì)算精度；其次，輻射邊界的大小和問題的具體形狀密切相關(guān)，如果物體的外部輪廓可以裝在一個(gè)球或并不過分的橢球中時(shí)，宜采用立方體邊界——簡(jiǎn)單有效，如果問題的外部輪廓較為復(fù)雜或者橢球2 軸差距太大，以采用相似形邊界或圓柱邊界，對(duì)于輻射問題，如果估計(jì)問題的增益較低（比如2dB），那么邊界宜采用球形，此時(shí)為了得到結(jié)果準(zhǔn)確也只好犧牲時(shí)間了；另在 HFSS 8 中提供了一種新的吸收邊界——PML 邊界條件，對(duì)于這種邊界，筆者并不是很滿意，盡管其有效距離為八分之一個(gè)中心波長(zhǎng)——是老邊界的一半，可以減少計(jì)算量，然而這種邊界由程序自己生成，為一個(gè)立方體的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，對(duì)于一些特殊的復(fù)雜問題，這種邊界內(nèi)部有很多的空間是無用的，此時(shí)還不如使用老邊界靈活。
5、關(guān)于開孔
有些問題需要在壁上開孔，此時(shí)可以采用2 種辦法，其一是老老實(shí)實(shí)的在模型上挖空；其二是采用H/Natrue 邊界條件，通常，如果是在面上開孔，將會(huì)采用后者，簡(jiǎn)單，便于修改。
6、關(guān)于網(wǎng)格劃分
當(dāng)模型建立好了之后，進(jìn)入計(jì)算模塊，第一步是給問題劃分網(wǎng)格。對(duì)于一般問題，讓軟件自動(dòng)劃分比較省心，但對(duì)大型問題和復(fù)雜問題，讓軟件自己劃分可能需要很好的耐性來等待。根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，在大型模型的結(jié)構(gòu)密集區(qū)域或場(chǎng)敏感區(qū)域使用人工劃分可以得到很好的效果，有些問題的計(jì)算結(jié)果開始表現(xiàn)為收斂，但進(jìn)一步提高精度，卻又反彈，問題就在于開始時(shí)場(chǎng)敏感區(qū)域的網(wǎng)格劃分不夠仔細(xì)，導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果的偏差。
7、關(guān)于所需要的精度
計(jì)算問題時(shí)，一般需要給定一個(gè)收斂精度和計(jì)算次數(shù)以避免程序“陷入計(jì)算而無法自拔”，當(dāng)對(duì)模型熟悉后，可以單單靠給定次數(shù)。在問題之初，建議的計(jì)算精度不要太高，實(shí)際中曾見到有操作者將問題的S 參數(shù)精度設(shè)定為0.00001，其實(shí)這是完全沒有必要的，一般S 參數(shù)的精度設(shè)定為0.02 左右就已經(jīng)可以滿足絕大部分問題的需要（此時(shí)應(yīng)該注意有無收斂反彈的情況）。如果是計(jì)算次數(shù)，對(duì)于密閉問題，建議是設(shè)定為8～12 次，對(duì)于輻射問題，一般計(jì)算6～8 次左右即可觀察結(jié)果，如果不夠再?zèng)Q定是否繼續(xù)計(jì)算。
8、關(guān)于掃描
HFSS 提供一個(gè)掃描功能，分3 種方式：快速、離散和插值。其中離散掃描只保留最后一個(gè)頻點(diǎn)的場(chǎng)結(jié)果，其計(jì)算時(shí)間是單個(gè)頻點(diǎn)計(jì)算時(shí)間之和；對(duì)快速掃描，將可以得到所計(jì)算的頻率范圍內(nèi)的所有頻率場(chǎng)結(jié)果，但是其計(jì)算速度和頻點(diǎn)多少關(guān)系不大，基本和模型復(fù)雜程度正比，有時(shí)掃描計(jì)算的時(shí)間非常長(zhǎng)，如果不是特別需要關(guān)心所有的場(chǎng)情況，建議選用離散掃描，對(duì)于特別巨大的問題，則是以快速掃描為宜。而插值方式比較少用。
9、關(guān)于問題的規(guī)模
HFSS 所能計(jì)算的問題規(guī)模與計(jì)算機(jī)硬件關(guān)系很大，其次是所使用的操作系統(tǒng)。在 HFSS8 里，問題描述矩陣的階基本和網(wǎng)格數(shù)正比，對(duì)于四面體上10 萬的問題也能游刃有余（只要機(jī)器夠好），然而這并非是指實(shí)際問題的電尺寸，實(shí)際上，要精確計(jì)算一個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)電纜接頭（RJ45）所需要的時(shí)間和資源并不比計(jì)算一個(gè)有一個(gè)波長(zhǎng)電尺寸的一般輻射問題少多少，所以實(shí)際上其計(jì)算規(guī)模的主要約束是問題的復(fù)雜程度，而復(fù)雜程度里面包含了電尺寸、結(jié)構(gòu)復(fù)雜度等要素。由此提醒我們建模時(shí)應(yīng)該盡量簡(jiǎn)化模型。一般來說，除了在激勵(lì)區(qū)，當(dāng)結(jié)構(gòu)電尺寸比二十分之一波長(zhǎng)還小時(shí)，可以忽略它的存在而不會(huì)引入明顯的誤差，這一點(diǎn)在解決問題之初很有效，可以迅速發(fā)現(xiàn)問題的關(guān)鍵；當(dāng)問題的主要要求滿足
后，再將模型細(xì)化以獲得更加精確的結(jié)果。

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    HFSS學(xué)習(xí)小結(jié)2

    已經(jīng)接觸HFSS近兩個(gè)月了，想用于材料電磁場(chǎng)屏蔽的設(shè)計(jì)和計(jì)算，不知是否可行，now have followed the example _heat sink in the chapter 9.0 _ EMC/EMI in full book 10.0 成功的做出了個(gè)結(jié)果，現(xiàn)在把看到別人的、自己知道的做一下總結(jié)：The main process : building 3D solid modeling; set boundaries and excitations ; analyze the result Before we build the modeling, we should think about what kind of method we use, there are three kinds of solution type: driven model; driven terminal; eigenmode 模式驅(qū)動(dòng)(Driven)------計(jì)算以模式為基礎(chǔ)的S參數(shù).根據(jù)波導(dǎo)模式的入射和反射功率表示S參數(shù)矩陣的解,波導(dǎo),天線等用這個(gè)模式多終端驅(qū)動(dòng)(Driven Terminal)------計(jì)算以終端為基礎(chǔ)的多導(dǎo)體傳輸線端口的S參數(shù)。此時(shí),根據(jù)傳輸線終端的電壓和電流表示S參數(shù)矩陣的解----微帶類用這個(gè)比較多! 本征模(Eignemode)-----計(jì)算某一結(jié)構(gòu)的本征模式或諧振.本征模解算器可以求出該結(jié)構(gòu)的諧振頻率以及這些諧振頻率下的場(chǎng)模式! Eignemode solver does not use ports and don’t support radiation boundaries. After launching the software, we should set tool options, included HFSS option and 3D modeler option Select the menu item tool >option  we can see those options Software will open a project by default First step is select solution type  HFSS>solution type Set the units  3D modeler>units 單位可以在其它狀態(tài)下改變3D modeler　包括了與模型有關(guān)的操作和設(shè)置Set default material  在set 一次后的情況下其后建立的modeler 都是在此material 下的
    在default 的情況下 history 的列表中按材料的種類進(jìn)行分類建立模型過程中使用相對(duì)坐標(biāo)會(huì)很方便， 3D modeler>coordinate system > create> relative CS >Offset , 在建模過程中可能要使用很多相對(duì)坐標(biāo)，在set相對(duì)坐標(biāo)的時(shí)候，offset是相對(duì)于當(dāng)前CS的位移，在3D Modeler>coordinate system>set working CS 可以選擇使某個(gè)坐標(biāo)為當(dāng)前工作坐標(biāo)，在history 的coordinate system 的列表中顯示所有的坐標(biāo)系，當(dāng)前工作坐標(biāo)將有個(gè)W的標(biāo)記。在模型復(fù)雜的時(shí)候需要用適當(dāng)?shù)姆绞竭M(jìn)行選擇某些面、體進(jìn)行編輯，在edit 里提供了多種方式，常用 edit>select>by name   在選擇后可以set boundary 等一些操作同樣可以在history里雙擊某項(xiàng)名字從而edit property，設(shè)置好boundary和excitation 就可以進(jìn)行analysis setup HFSS>analysis setup>add solution setup 其中包括最大迭代次數(shù)maximum number of pass  每?jī)刹降g的誤差，看來上的數(shù)值分析還是有用的在analyze 之前運(yùn)行一下model validation   select the menu item HFSS>validation check 運(yùn)行check 以后雖然沒出現(xiàn)問題，也不能說明，模型正確，一定能計(jì)算出結(jié)果，只是說明完成了建模過程中的每個(gè)步驟,由message 窗口，得到信息，以便修改Analyze   HFSS>analyze all 在message 窗口中可以知道analyze 的完成情況；從solution data 中有三個(gè)標(biāo)簽，其中主要可以從convergence中看出迭代計(jì)算的收斂情況；同樣可以看到場(chǎng)的分布狀況
    首先選擇model 某個(gè)部位，HFSS>fields>fields從這個(gè)菜單中可以選擇要顯示電場(chǎng)或者磁場(chǎng)例子中選擇的是地平面 edit>select>by name>ground 顯示某個(gè)部位的場(chǎng)分布HFSS>fields>fields> 可以看到關(guān)于顯示電場(chǎng)
    磁場(chǎng)的選擇下圖是heat sink 的 ground configuration 的ground 的電場(chǎng)分布      

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    HFSS學(xué)習(xí)小結(jié).doc
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    先支持一個(gè)

  • 網(wǎng)友回復(fù)

    頂一個(gè)   真的不錯(cuò)哈

  • 網(wǎng)友回復(fù)

    不錯(cuò)，頂一個(gè)，不過第一個(gè)好象很久以前就有見到過啊！呵呵！

  • 網(wǎng)友回復(fù)

    Thanks!!!!!!!!!!

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    不客氣了，

  • 網(wǎng)友回復(fù)

    支持一下，不錯(cuò)，繼續(xù)努力吧！問題都說的對(duì)。

  • 網(wǎng)友回復(fù)

    一直在用，但是一只用不好，所以要學(xué)習(xí)！��！

  • 網(wǎng)友回復(fù)

    就是要邊學(xué)習(xí)邊總結(jié)經(jīng)驗(yàn)啊
    我是邊學(xué)習(xí)邊看別人總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)
    呵呵,真是差距啊

  • 網(wǎng)友回復(fù)

    好東西！�。。。�！非常謝謝~~~~

  • 網(wǎng)友回復(fù)

    怎么沒有了,還沒有說完呢,謝謝樓主敘說................................

申明：網(wǎng)友回復(fù)良莠不齊，僅供參考。如需專業(yè)解答，推薦學(xué)習(xí)李明洋老師的HFSS培訓(xùn)視頻，或咨詢本站專家。