Ansys HFSS 求解器

        HFSS是作為行業(yè)標準的三維全波電磁場仿真工具，對于高頻和高速器件的設計工作必不可少。HFSS提供多種基于有限元(FEM)算法的求解技術(shù)，用戶可根據(jù)需要執(zhí)行的仿真模型來選擇合適的求解器。

• 頻域求解器
• 時域求解器
• 積分方程法求解器
• FE-IE混合求解器
• HFSS按需求解技術(shù)

        每種HFSS求解器都基于強大的自動求解流程，即用戶只需要指定器件的幾何模型、材料特性和希望得到的輸出量，HFSS便能夠根據(jù)以上信息使用有限元算法自動地剖分產(chǎn)生合適、高效、精確的網(wǎng)格來求解問題。對于HFSS而言，是物理特性決定網(wǎng)格剖分，而不是網(wǎng)格剖分決定物理特性。

        HFSS頻域求解器
HFSS利用基于有限元算法的三維全波電磁場仿真求解器來計算器件的電磁特性。工程師可以通過使用HFSS來提取寄生參數(shù)（S、Y、Z）、可視化三維電磁場（近場和遠場），生成全波SPICE模型以有效的評估信號質(zhì)量，包括傳輸路徑損耗、阻抗失配引起的反射損耗、寄生耦合和輻射。

        HFSS時域瞬態(tài)求解器(HFSS Transient)
        HFSS時域求解是基于間斷伽略金法（discontinuous Galerkin method, DGTD）的三維全波電磁場仿真求解器，采用基于四面體有限元技術(shù)，能得到和HFSS頻域求解器一樣的自適應網(wǎng)格剖分精度，該技術(shù)使得HFSS的求精精度成為電磁場行業(yè)標準。工程師可利用短脈沖激勵對探地雷達、靜電放電、電磁干擾和雷擊等應用問題開展研究。其它的應用包括時域反射阻抗以及短時激勵下的瞬態(tài)場顯示也可以借助它來完成。這項技術(shù)完善了HFSS的頻域求解器技術(shù)，幫助工程師對更加深入詳細了解其所設計器件的電磁性能。

        積分方程求解器(HFSS-IE)
        HFSS-IE是可選的附加求解器，采用矩量法對開區(qū)域的導體表面電流源以及介質(zhì)體進行計算。HFSS-IE適用于對電大尺寸結(jié)構(gòu)的輻射以及散射特性研究。其集成于HFSS界面中，可與HFSS共享幾何模型、材料以及某些關(guān)鍵的求解器技術(shù)。與HFSS一樣，該求解器使用改良的自適應算法進行最適宜的網(wǎng)格剖分，使用戶對計算結(jié)果更加信任。該求解器采用自適應交叉近似（ACA）方法結(jié)合迭代矩陣求解來降低內(nèi)存消耗和復雜的計算請求，使其可以求解超大規(guī)模的問題。
        用戶可以在HFSS-IE中通過數(shù)據(jù)鏈接的方式將HFSS中的工程設計作為激勵源。這樣饋源可以在HFSS中創(chuàng)建，之后只需點擊鼠標即可以將仿真的場結(jié)果導入HFSS-IE的工程設計中去。作為一個選項功能，用戶也可以將源仿真的饋源結(jié)構(gòu)包含到HFSS-IE的設計模型中去，從而得到包含其散射特性的最終結(jié)果。
        工程師可以結(jié)合HFSS建立一個聯(lián)合工程，并選擇最佳的求解器來仿真不同的待求問題，從而充分發(fā)揮各自求解器的優(yōu)勢。

        混合有限單元-邊界積分法（Hybrid Finite Element-Integral Equation Method, FE-BI）
        FEBI技術(shù)是基于HFSS的區(qū)域分解以及三維積分方程技術(shù)開發(fā)的求解技術(shù)。這項技術(shù)在開邊界上使用積分方程法，為FEM仿真提供一個理想的空間截斷。FE-BI技術(shù)結(jié)合了有限元和積分方程法的優(yōu)點：用有限元法解決復幾何結(jié)構(gòu)問題，并用MOM直接計算自由空間格林函數(shù)來精確求解輻射以及散射特性。通過這項新技術(shù)，天線設計人員可實現(xiàn)對遠場輻射特性更理想、更精確的求解，從而使設計工作更加從容。對于包含天線平臺的整體仿真，可以設置呈凹形且完全共形于物體的輻射邊界來減少有限元方法的求解空間，從而有效的減小問題規(guī)模。

        HFSS按需求解技術(shù)（HFSS Solver on Demand）
        HFSS按需求解技術(shù)使用戶可以在Ansoft Designer直觀的層結(jié)構(gòu)版圖界面中直接調(diào)用HFSS，為電子CAD軟件（ECAD）的導入，繪圖以及電磁設計的參數(shù)化提供了一個理想的設計流程。這個接口為需要將傳統(tǒng)基于二維層結(jié)構(gòu)的設計轉(zhuǎn)化為更加嚴謹、準確、可靠的HFSS三維模型的工程師提供了解決之道。使用按需求解技術(shù)，HFSS中的建模、材料特性、端口設置和邊界條件都可以在Ansoft Designer的版圖界面中自動完成。Cadence Design Systems、Mentor Graphics以及Zuken軟件中的RFIC版圖、IC封裝和印刷電路板模型均可直接導入Ansoft Designer并調(diào)用HFSS求解而不需要任何進一步的設置。還可將封裝版圖參數(shù)化來計算諧振和敏感度，得到電路運行中的阻抗變化。Ansoft Designer界面還支持傳統(tǒng)ECAD原型，如封裝焊盤、走線、焊絲、錫球等，為數(shù)字和射頻工程師提供了最先進的解決方案。