HFSS使用心得及边界、端口详解 .pdfVIP

HFSS使用心得

1、简介

目前，国际上主流的三维高频电磁场仿真软件有德国CST

公司的MicroWaveStudio（微波工作室）、美国Ansoft公司的HFSS

（高频电磁场仿真），而诸如Zeland等软件则最多只能算作2.5

维的。就目前发行的版本而言，CST的MWS的前后处理界面

及操作感比HFSS好很多，然而Ansoft也意识到了自己的缺点，

在将要推出的新版本HFSS（定名为AnsoftDesigner）中，界面

及操作都得到了极大的改善，完全可以和CST相比；在性能方

面，2个软件各有所长，在业界每隔一定时间就会有一次软件比

赛，看看谁的软件算的快，算的准，在过去的时间里，CST和

ANSOFT成绩相差不多；价格方面，2个软件相差不多，大约在

7～8万美元的水平，且都有出国培训的安排。值得注意的是，

MWS采用的理论基础是FIT，所以MWS的计算是由时域得到频

域解，对于象滤波器，耦合器等主要关心带内参数的问题设计就

非常适合；而HFSS采用的理论基础是有限元方法，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。当然，并不是说2个软件在对

方的领域就一无是处。由于Ansoft进入中国市场较早，所以目

前国内的HFSS使用者众多，特别是在各大通信技术研究单位、

公司、高校非常普及。

2、使用心得

和大部分的大型数值分析软件相似，以有限元方法为基础的

AnsoftHFSS并非是傻瓜软件，对于绝大部分的问题来说，想要

得到快速而准确的结果，必须人工作一定的干预。除了必须十分

明了模型细节外，建模者本身也最好具备一定的电磁理论基础。

作者假定阅读者使用过HFSS，因此对一些属于基本操作方面的

内容并不提及。

2.1、对称的使用

对于一个具体的高频电磁场仿真问题，首先应该看看它是否

可以采用对称面。这里面的约束主要在几何对称和激励对称要

求。如果一个问题的激励并不要求是可改变的，比如全部同相馈

电的阵列，此时最好采用对称，甚至可以采用2个对称（E和H

对称），将可以大大节约时间和设备资源。

2.2、面的使用

在实际问题中，有很多结构是可以使用2维面来代替的，使

用2维面的好处是可以极大的减少计算量并且结果与使用3维实

体相差无几。例如计算一个微带的分支线耦合器，印制板的微带

以及地都可以指定某些面为理想电面代替，这样可以很快的获得

所需要的物理尺寸及其性能。再以计算偶极子为例，如果偶极子

是以理