有朋友问,在建立HFSS模型时需要设置求解模式,那我应该选择哪种模式最符合真实情况呢?
本次文章硬件之家将详细说明HFSS模式区别和应用。
01求解模式是什么?
新建一个HFSS工程项目时,首先需要选择该项目的求解类型。通过从主菜单栏选择:
【HFSS】→【Solution Type】命令,可以打开【Solution Type】对话框,设置求解类型。
HFSS中有3种常用求解类型:
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模式驱动求解(Driven Modal);
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终端驱动求解(Driven Terminal);
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本征模求解(Eigenmode)。
不同的求解模式对应着HFSS使用不同激励方式和计算仿真数据算法。
求解模式设置不合适,会导致仿真结果出现偏差甚至错误。
02求解模式的区别
1、Driven Modal (模式驱动)
定义:根据用户所定义的模式数目求解端口模式数目及场分布,并为每个模式分配相等的功率,仿真时用端口场分布做为边界条件对内部进行求解,默认端口阻抗为Zpi
,无须定义积分线来求解电压,S参量用入射与反射功率来计算;
适用场景:天线、微带线、波导等传输线;
2、Driven Termianl 终端驱动
定义:这种求解类型是以终端为基础计算多导体传输线端口的S参数;此时,根据传输线终端的电压和电流来计算S参数矩阵的解;
适用场景:差分线,偶合传输线等;
以上两种求解模式是最常用的,Driven Modal和Driven Terminal两种求解模式端口加载的信号类型也不同:
Driven Modal是加载平均功率为1W(默认值)的电磁波,支持多模求解;
Driven Terminal是加载幅度为1V(默认值)的电压信号,支持单模求解。
3、Eigen mode 本征模式
本征模求解器主要用于谐振问题的设计分析,可以用于计算谐振结构的谐振频率和谐振频率处对应的场,也可以用于计算谐振腔体的无载Q值。
应用本征模求解时,需要注意以下几方面。
(1)不需要设置激励方式。
(2)不能定义辐射边界条件。
(3)不能进行扫频分析。
(4)不能包含铁氧体材料。
(5)只有场解结果,没有S参数求解结果。
4、Transient 瞬态求解
用于计算时域问题。它使用时域(瞬态)求解器。对于瞬态,选择Composite Excitation或Network
Analysis影响设置选项。如果选择Network Analysis,设置包括一个用于模拟的输入信号选项卡。
典型的瞬态应用包括但不限于:
· 使用脉冲激励的模拟,如超宽带天线、雷击、静电放电;
· 使用短时间激发的场可视化;
· 时域反射测量。
5、Network Analysis求解与Composite Excitation求解的区别:
Composite Excitation求解类型是HFSSv14版本后新增加的功能,能更快的计算具有多端口的大规模问题。Composite
Excitation和 经典的Network Analysis求解类型在计算时最大的区别在于矩阵求解的Field Recovery步骤:
Network
Analysis会保存每个端口分别激励情况下的场数据,该数据可用于端口场后处理,即求解结束后改变任意端口的馈电副相,无需重新计算即可得到远、近场数据的更新;
Composite
Excitation仅保存当前激励设置下的一组场数据,因此使用该求解类型时,需要预先设置好每个端口的馈电幅度相位。求解结束后,不支持端口场后处理,不提供S/Y/Z参数结果,输出结果仅包括当前激励设置下的远/近场数据、端口特征阻抗、传播常数。
03求解模式总结
最常用的两种求解模式
Driven Modal:应用绝大部分仿真场景,包括天线、微带线、波导等传输线;;
Driven Terminal:差分线,偶合传输线等;
总结
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