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一.边界条件(BoundryConditions)

1.理想电边界(Perfect-E)

理想电边界即理想导体边界.电荷可在其中自由移动.边界内电场为0,边界上

可存在面电荷,面电流,从而使外界电场分量垂直与边界,磁场方向平行与边界.在

hfssdesign中任何与背景相邻接的部分会被默认为Perfect-E边界（outer）

对于矩形波导,若将波导终端端面设置为Perfect-E,由于波导内电场平行于

端面,在边界处被置0,即入射波与反射波在端面处摸值相等,相位相反,叠加为0,

由于V是对电场强度的积分,则端面处电压为0,相当与短路,vswr趋于无穷大.

以下是对这一过程的仿真,其中矩形波导a=1.5mm,b=1mm,H模截止频率为

10



100Ghz取f=120Ghz满足单模传输。g=4.52267mm.取波导长度为



18.09068mm=4*g,将端面设置为Perfect-E进行测试。

图1-1矩形波导主模传输终端设为Perfect-E时电场分布

从图1-1可见在端面处电场切向方向为0

图1-2矩形波导主模传输终端设为Perfect-E时输入端SmithChart



L=1/4*g可见负载端阻抗接近于开路。

2．理想磁边界（Perfect-H）

理想磁边界即理想磁导体，用电磁场理论中的磁荷模型进行分析即磁荷可以在理想磁导

体自由移动，理想磁导体中磁场为0，边界上可聚集面磁荷，面磁流，从而使磁场方向垂直

于边界。电场方向与边界相切。

对应于矩形波导终端Perfect-H边界使得磁场垂直于边界，置切向磁场为0，由于电流

是切向磁场的积分，故边界使电流为0，而切向电场存在，负载处电压不为0。故Z趋向于

L

无穷，vswr趋向于无穷，相当于终端开路。

以下是对这一过程仿真。波导参数与上例中完全相同。端面边界设置为Perfect-H.

从图2-1中可看出端面处磁场垂直于端面，切向磁场分量为0。

图2-1矩形波导主模传输终端设为Perfect-H时磁场分布

图2-2矩形波导主模传输终端设为Perfect-H时SmithChart

从图2-2可以看出终端接近于开路。

3．辐射边界（radiationboundry）

现实中电磁波在无界的自由空间中传播，而计算机仿真时只能对有限空间进行分析，

因此hfss设计了radiationboundry对无限的自由空间进行模拟。辐射边界又指吸收边界

（不同于pml）系统在辐射边界处吸收来波，本质上将边界扩展到无限远，达到对自由空间

的模拟。在design中包含辐射边界时，远场（farfield）将会自动作为仿真的一部分进行。

根据辐射边界的原理，如果把自由空间等效为波导，则辐射边界相当于此波导末段的

匹配负载。

ZZ

L0



现若将矩形波导末端设置为辐射边界，则根据理论分析，S==将Z定