HFSS基础培训教程——边界条件
HFSS的边界条件
HFSS的边界条件边界条件的概念边界条件的类型：1.理想导体边界：Perfect E2.理想磁边界/自然边界：Perfect H/Natural3.有限导体边界：Finite Conductivity设置有限导体边界的参数有两种方式：1.手动设置2.选择材料4.辐射边界/吸收边界条件：Radiation/Absorbing Boundary Condition5.对称边界：Symmetry阻抗乘法器6.阻抗边界：Impedance7.集总RLC边界：Lumped RLC8.分层阻抗边界条件：Lumped RLC9.无限地平面：Infinite Ground Plane10.主从边界/关联边界条件：Master and Slave/LinkedBoundary Condition（LBC）1.设置主边界条件其中U Vector需要自己设置，指定一点之后，选择方向就可以，V Vector的方向如果不对，可以通过后面那个Reverse Direction来改变。
2.设置从边界条件其中U Vector需要自己设置，指定一点之后，选择方向就可以，V Vector的方向如果不对，可以通过后面那个Reverse Direction来改变。
3.设置主从边界条件相位差/电磁波的传播方向4.设置好的模型11.理想匹配层：PML边界条件的设置步骤：选择相应的平面-之后有三种方法1.HFSS-Boundaries-Assign-从11种边界条件中选择相应的边界条件2.在模型窗口右键-Assign Boundary-从11种边界条件中选择相应的边界条件3.右键工程树下面的Boundaries-Assign-从11种边界条件中选择相应的边界条件给整个物体设置同样的边界条件：选中物体即可注意：如果两个边界条件重叠，则先设置的边界条件会被后设置的边界条件覆盖这个问题可以通过HFSS-Boundaries-Reprioritize来更改，调节上下位置即可。
hfss 边界条件
HFSS边界条件1. 介绍HFSS（High Frequency Structure Simulator）是一种用于解决高频电磁场问题的有限元分析软件。
在HFSS中，边界条件是模拟电磁场问题时非常重要的一部分。
边界条件定义了模拟区域的边界如何与外部环境相互作用。
正确选择和设置边界条件可以确保模拟结果的准确性和可靠性。
2. 常用边界条件在HFSS中，常用的边界条件包括：•电磁边界条件（PEC）：将边界上的电场和磁场设置为零。
这种边界条件适用于理想导体表面，如金属板。
•电介质边界条件（Dielectric）：将边界上的电场和磁场设置为零，并根据介质特性设置边界处的电位和磁势。
这种边界条件适用于介质表面，如绝缘材料。
•对称边界条件（Symmetry）：将边界上的电场和磁场设置为零，并将边界处的电位和磁势设置为与对称面上的相应量相等。
这种边界条件适用于具有对称结构的问题，可以减少计算量。
•非对称边界条件（Anti-Symmetry）：将边界上的电场和磁场设置为零，并将边界处的电位和磁势设置为与反对称面上的相应量相等。
这种边界条件适用于具有反对称结构的问题，同样可以减少计算量。
•辐射边界条件（Radiation）：模拟无限远处的辐射场。
这种边界条件适用于模拟天线辐射、散射等问题。
•吸收边界条件（Absorbing）：模拟边界处的能量吸收。
这种边界条件适用于模拟开放区域的辐射和散射问题。
3. 边界条件的设置在HFSS中，可以通过以下步骤设置边界条件：1.选择模拟区域的边界，可以是面、边或点。
2.右键单击选择的边界，选择“Assign Boundary”选项。
3.在弹出的边界属性对话框中，选择适当的边界条件类型，并设置相关参数。
4.点击“OK”按钮应用边界条件。
5.重复上述步骤，为其他边界设置适当的边界条件。
4. 边界条件的注意事项在设置边界条件时，需要注意以下几点：•边界条件的选择应根据实际问题和模拟需求进行。
HFSS边界条件
第二章：边界条件这一章主要介绍使用边界条件的基本知识。
边界条件能够使你能够控制物体之间平面、表面或交界面处的特性。
边界条件对理解麦克斯韦方程是非常重要的同时也是求解麦克斯韦方程的基础。
§2.1 为什么边界条件很重要用Ansoft HFSS求解的波动方程是由微分形式的麦克斯韦方程推导出来的。
在这些场矢量和它们的导数是都单值、有界而且沿空间连续分布的假设下，这些表达式才可以使用。
在边界和场源处，场是不连续的，场的导数变得没有意义。
因此，边界条件确定了跨越不连续边界处场的性质。
作为一个 Ansoft HSS 用户你必须时刻都意识到由边界条件确定场的假设。
由于边界条件对场有制约作用的假设，我们可以确定对仿真哪些边界条件是合适的。
对边界条件的不恰当使用将导致矛盾的结果。
当边界条件被正确使用时，边界条件能够成功地用于简化模型的复杂性。
事实上，Ansoft HSS 能够自动地使用边界条件来简化模型的复杂性。
对于无源RF 器件来说，Ansoft HSS 可以被认为是一个虚拟的原型世界。
与边界为无限空间的真实世界不同，虚拟原型世界被做成有限的。
为了获得这个有限空间， Ansoft HSS使用了背景或包围几何模型的外部边界条件。
模型的复杂性通常直接与求解问题所需的时间和计算机硬件资源直接联系。
在任何可以提高计算机的硬件资源性能的时候，提高计算机资源的性能对计算都是有利的。
§2.2 一般边界条件有三种类型的边界条件。
第一种边界条件的头两个是多数使用者有责任确定的边界或确保它们被正确的定义。
材料边界条件对用户是非常明确的。
1、激励源波端口（外部）集中端口（内部）2、表面近似对称面理想电或磁表面辐射表面背景或外部表面3、材料特性两种介质之间的边界具有有限电导的导体§2.3 背景如何影响结构所谓背景是指几何模型周围没有被任何物体占据的空间。
任何和背景有关联的物体表面将被自动地定义为理想的电边界（Perfect E）并且命名为外部（outer）边界条件。
Ansoft HFSS 边界条件
Ansoft HFSS 的边界条件用Ansoft HFSS求解的波动方程是由微分形式的麦克斯韦方程推导出来的。
在这些场矢量和它们的导数是都单值、有界而且沿空间连续分布的假设下，这些表达式才可以使用。
在边界和场源处，场是不连续的，场的导数变得没有意义。
因此，边界条件确定了跨越不连续边界处场的性质。
作为一个 Ansoft HSS 用户你必须时刻都意识到由边界条件确定场的假设。
由于边界条件对场有制约作用的假设，我们可以确定对仿真哪些边界条件是合适的。
对边界条件的不恰当使用将导致矛盾的结果。
当边界条件被正确使用时，边界条件能够成功地用于简化模型的复杂性。
事实上，Ansoft HSS 能够自动地使用边界条件来简化模型的复杂性。
对于无源RF 器件来说，Ansoft HSS 可以被认为是一个虚拟的原型世界。
与边界为无限空间的真实世界不同，虚拟原型世界被做成有限的。
为了获得这个有限空间， Ansoft HSS使用了背景或包围几何模型的外部边界条件。
模型的复杂性通常直接与求解问题所需的时间和计算机硬件资源直接联系。
在任何可以提高计算机的硬件资源性能的时候，提高计算机资源的性能对计算都是有利的。
§2.2 一般边界条件有三种类型的边界条件。
第一种边界条件的头两个是多数使用者有责任确定的边界或确保它们被正确的定义。
材料边界条件对用户是非常明确的。
1、激励源波端口（外部）集中端口（内部）2、表面近似对称面理想电或磁表面辐射表面背景或外部表面3、材料特性两种介质之间的边界具有有限电导的导体§2.3 背景如何影响结构所谓背景是指几何模型周围没有被任何物体占据的空间。
任何和背景有关联的物体表面将被自动地定义为理想的电边界（Perfect E）并且命名为外部（outer）边界条件。
你可以把你的几何结构想象为外面有一层很薄而且是理想导体的材料。
如果有必要，你可以改变暴露于背景材料的表面性质，使其性质与理想的电边界不同。
HFSS边界条件设置
用Ansof t HFS S求解的波动方程是由微分形式的麦克斯韦方程推导出来的。
在这些场矢量和它们的导数是都单值、有界而且沿空间连续分布的假设下，这些表达式才可以使用。
在边界和场源处，场是不连续的，场的导数变得没有意义。
因此，边界条件确定了跨越不连续边界处场的性质。
作为一个 Ans oft H SS 用户你必须时刻都意识到由边界条件确定场的假设。
由于边界条件对场有制约作用的假设，我们可以确定对仿真哪些边界条件是合适的。
对边界条件的不恰当使用将导致矛盾的结果。
当边界条件被正确使用时，边界条件能够成功地用于简化模型的复杂性。
事实上，Anso ft HS S 能够自动地使用边界条件来简化模型的复杂性。
对于无源RF器件来说，Ansof t HSS可以被认为是一个虚拟的原型世界。
与边界为无限空间的真实世界不同，虚拟原型世界被做成有限的。
为了获得这个有限空间， An softHSS使用了背景或包围几何模型的外部边界条件。
模型的复杂性通常直接与求解问题所需的时间和计算机硬件资源直接联系。
在任何可以提高计算机的硬件资源性能的时候，提高计算机资源的性能对计算都是有利的。
§2.2一般边界条件有三种类型的边界条件。
第一种边界条件的头两个是多数使用者有责任确定的边界或确保它们被正确的定义。
材料边界条件对用户是非常明确的。
1、激励源波端口（外部）集中端口（内部）2、表面近似对称面理想电或磁表面辐射表面背景或外部表面3、材料特性两种介质之间的边界具有有限电导的导体§2.3 背景如何影响结构所谓背景是指几何模型周围没有被任何物体占据的空间。
hfss边界条件
一.边界条件(Boundry Conditions)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hfss design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.H模截止频率为以下是对这一过程的仿真,其中矩形波导a=1.5mm, b=1mm,10λ=4.52267mm.取波导长度为100Ghz 取f=120Ghz 满足单模传输。
gλ,将端面设置为Perfect-E 进行测试。
18.09068mm=4*g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Smith Chart可见负载端阻抗接近于开路。
L=1/4*g2．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Z趋向于是切向磁场的积分，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Smith Chart从图2-2可以看出终端接近于开路。
HFSS 边界条件解释
集总RLC（Lumped RLC）边界——一组并联的电阻、电感和电容组成的表面。这种仿真类似于阻抗边界，只是软件利用用户提供的R、L和C值计算出以ohms/square为单位的阻抗值。
无限地平面（Infinite Ground Plane）——通常，地面可以看成是无限的、理想电壁、有限电导率或者是阻抗的边界条件。如果结构中使用了辐射边界，地面的作用是对远区场能量的屏蔽物，防止波穿过地平面传播。
辐射边界（Radiation）——辐射边界也被称为吸收边界。辐射边界使该边界能够模拟开放的表面。即波能够朝着辐射边界的方向辐射出去。系统在辐射边界处吸收电磁波，本质上就可把边界看成是延伸到空间无限远处。辐射边界可以是任意形状并且靠近结构，但一般要距离模型四分之一波长，对包含辐射边界的结构，计算的S参数包含辐射损耗。当结构中包含辐射边界时，远区场计算作为仿真的一部分被完成。
默认边界条件——Ansoft HFSS建立的是一个虚拟的原型世界。与边界为无限空间的真实世界不同，虚拟原型世界被做成有限的。为了获得这个有限空间，Ansoft HSS使用了背景或包围几何模型的外部边界条件。
所谓背景是指没有被任何模型物体占据的空间。任何和背景有关联的物体表面将被自动地定义为理想的电边界（Perfect E）并且命名为外部（outer）边界条件。可以把几何结构想象为外面有一层很薄而且是理想导体的材料。因此当实际边界不是理想的电边界就必须根据实际情况设置；
PML（Perfectly matched layer）边界——这是个假想的材料能够完全吸收电磁场，这些材料是各向异性的，有两种形式的PML，一种是自由空间终止，它意味着电磁场从这个表明辐射到自由空间的任意方向，这种情况下要比radiation边界更合适，因为PML可以和模型距离很近，减少空间问题，另一中PML是反射自由终止，它类似一个波导，波沿该方向传播到无限；
hfss 边界条件 激励
HFSS边界条件激励一、HFSS简介HFSS（High-Frequency Structure Simulator）是一种电磁场仿真软件，用于解决高频、高速电子学设备、天线、微波线和无线通信系统等领域的电磁场问题。
HFSS 通过数值计算的方式求解麦克斯韦方程组，能够准确预测电磁场的分布和特性。
在HFSS中，边界条件和激励是模拟仿真中非常重要的因素。
二、边界条件边界条件是指指定边界的电磁特性，规定了电磁波在边界上的反射、透射和辐射条件。
在HFSS中，常见的边界条件有： 1. 电磁边界条件：将模拟区域以外的空间理解为无穷远，波在该边界上反射为零，即电场和磁场都为零。
2. 绝缘边界条件：将模拟区域以外的空间理解为无穷远，波在该边界上反射为零，即面上的法向电场为零。
3. 对称边界条件：当模拟区域中的结构是对称的，可以通过对称面来减少计算量。
4. 导电边界条件：在封闭结构的外壳上使用导电边界条件，模拟金属外壳的闭合形状。
5. 吸收边界条件：在边界上使用吸收边界条件，将波的能量吸收，模拟开放结构。
6. 辐射边界条件：模拟开放结构，在边界上使用辐射边界条件，将波辐射出去。
三、激励激励是指在仿真模型中引入电磁波的方式，用于激发模型中的电磁场。
在HFSS中，常见的激励方式有： 1. 电流激励：对于导体，可以通过给定电流来激励电磁场的传播。
2. 电压激励：对于射频电路，可以通过给定电压来激励电磁场的传播。
3. 波端口激励：将传输线连接到模拟器中，通过端口激励电磁场的传播。
4. 波导激励：可以通过给定横截面上的电场分布来激励电磁场在波导中的传播。
5. 剂量激励：将目标物作为激励源，模拟电磁场的传播与相互作用。
四、HFSS边界条件设置在HFSS中，通过以下步骤可以设置边界条件： 1. 在模型中选择需要设置边界条件的面或边界。
2. 在属性窗口中选择“边界条件”选项卡，选择需要的边界条件。
3. 根据需要调整边界条件的参数，如吸收系数、反射系数等。
HFSS基础培训课程求解设置
根据仿真需求设置求解频率和扫频范围，确 保覆盖所关心的频率范围。
设定收敛条件和最大迭代次数
选择合适的激励源和边界条件
设定合适的收敛条件和最大迭代次数，以确 保仿真能够在合理的时间内收敛到稳定解。
根据仿真模型选择合适的激励源和边界条件， 以确保仿真结果的正确性。
求解设置的注意事项
避免过度细化网格
过度细化网格会导致仿真时间增加， 甚至可能导致无法收敛的情况。因此， 在求解设置中要合理控制网格的细化 程度。
提高仿真效率
02
适当的求解设置可以加快仿真速度，提高仿真效率，从而节省
时间和计算资源。
避免不必要的错误和警告
03
合理的求解设置可以避免因设置不当而导致的错误和警告，提
高仿真过程的顺畅度。
求解设置的基本流程
Байду номын сангаас
确定求解类型和求解器
设置求解频率和扫频范围
根据仿真需求选择合适的求解类型和求解器， 如频域求解、时域求解等。
布情况。
动画演示
通过动画演示的方式展示电磁波 的传播过程、设备工作状态等，
增强理解效果。
06 常见问题及解决 方案
求解设置中的常见问题
1 2 3
求解类型选择不当 对于不同的电磁场问题，需要选择适当的求解类 型，如频域、时域等。选择不当可能导致求解结 果不准确或无法收敛。
求解参数设置不合理 包括求解频率、收敛标准、迭代次数等参数的设 置。不合理的参数设置可能导致求解过程缓慢或 无法收敛。
边界条件设置错误 边界条件的设置对于求解结果的准确性至关重要。 错误的边界条件设置可能导致求解失败或结果不 准确。
问题解决方案
针对求解类型选择不当的问题，应仔细 分析电磁场问题的类型，选择适当的求 解类型。例如，对于谐振腔问题，应选 择频域求解；对于瞬态问题，应选择时
hfss 共面波导边界条件的设置
HFSS（High-Frequency Structure Simulator）是由美国ANSYS公司开发的一款专业的电磁仿真软件，广泛应用于无线通信、雷达、天线设计等领域。
在HFSS中，共面波导是一种常见的电磁结构，边界条件的设置对仿真结果具有重要影响。
本文将从共面波导的定义、边界条件的设置以及常见问题等方面进行探讨。
一、共面波导的定义共面波导是指两个或多个金属导体之间以绝缘介质分隔，并在同一平面内传输电磁波的结构。
共面波导常用于微带天线、集成电路等射频器件的设计中。
在HFSS中，我们需要正确设置共面波导的边界条件，以保证仿真结果的准确性。
二、HFSS中共面波导的边界条件设置在HFSS中，正确设置共面波导的边界条件是保证仿真准确性的关键。
以下是在HFSS中设置共面波导边界条件的步骤：1. 创建几何模型：在HFSS中创建共面波导的几何模型。
可以使用HFSS自带的几何建模工具，也可以导入CAD等其他软件中设计好的几何模型。
2. 定义材料属性：在创建几何模型后，需要为共面波导的材料定义材料属性，包括介电常数、磁导率等。
正确的材料属性对于HFSS仿真结果的准确性至关重要。
3. 设置边界条件：选择几何模型中共面波导的边界进行设置。
在设置边界条件时，需要正确选择边界类型（如Perfect E、Perfect H等），并设置合适的边界条件参数（如表面电导率等）。
4. 网格划分和求解器设置：在设置完边界条件后，需要对几何模型进行网格划分，并设置合适的求解器参数。
合适的网格划分和求解器设置对于提高仿真效率和准确性非常重要。
5. 进行仿真：设置好边界条件后，可以进行共面波导的仿真。
在仿真过程中，需要对结果进行合理的后处理和分析，以验证仿真结果的准确性。
三、常见问题及解决方法在HFSS中设置共面波导边界条件时，常见的问题包括边界条件选择不当、材料属性定义错误、网格划分不合理等。
针对这些常见问题，可以采取以下解决方法：1. 边界条件选择不当：在选择边界条件时，需要根据实际情况选择合适的边界类型，并设置合适的边界条件参数。
Ansoft_HFSS_培训教程
四.设置边界条件和激励源26五.设置求解条件31第二章创建项目本章中你的目标是：√保存一个新项目。
√把一个新的HFSS设计加到已建的项目√为项目选择一种求解方式√设置设计使用的长度单位时间：完成这章的内容总共大约要5分钟。
一.打开HFSS并保存一个新项目1.双击桌面上的HFSS9图标，这样就可以启动HFSS。
启动后的程序工作环境如图：图2－1 HFSS工作界面1．打开File选项(alt+F),单击Save as。
2．找到合适的目录，键入项目名hfopt_ismantenna。
图2－2 保存HFSS项目二.加入一个新的HFSS设计1．在Project菜单，点击insert HFSS Design选项。
( 或直接点击图标。
)一个新的工程被加入到hfopt_ismantenna项目中，默认名为HFSSModel n。
图2－3 加入新的HFSS设计2．为设计重命名。
在项目树中选中HFSSModel1,单击鼠标右键，再点击Rename项，将设计重命名为hfopt_ismantenna。
图2－4 更改设计名三.选择一种求解方式1．在HFSS菜单上，点击Solution Type选项.2．选择源激励方式，在Solution Type 对话框中选中Driven Mode项。
图2－5 选择求解类型图2－6 选择源激励方式四.设置设计使用的长度单位1.在3D Modeler菜单上，点击Units选项.2.选择长度单位，在Set Model Units 对话框中选中mm项。
图2－5 选择长度单位图2－6 选择mm作为长度单位第三章构造模型本章中你的目标是：√建立物理模型。
√设置变量。
√设置模型材料参数√设置边界条件和激励源√设置求解条件时间：完成这章的内容总共大约要35分钟。
一.建立物理模型1．画长方体。
在Draw菜单中，点击Box选项（或直接点击图标）；图3－1 通过菜单加入一个Box2．输入参数。
按下Tab键切换到参数设置区（在工作区的右下角），设置长方体的基坐标为(x=-22.5mm,y=-22.5mm,z=0.0mm); 按下Enter键后输入三边长度：x方向45mm, y方向45mm, z方向5mm。
hfss 介质与导体的边界条件
hfss 介质与导体的边界条件
高频仿真软件（HFSS）中，介质与导体的边界条件是模拟电磁波在两
个物质之间的传播和反射过程。
在该软件中，介质与导体的边界条件
主要有以下几种：
1. 理想电介质边界条件：指在理论上，介质与导体之间没有电流通过
的情况。
通过这种边界条件，可以将电场和磁场沿着表面的法线方向
连续地传播，并保持入射和反射的电磁波成分。
2. 导电体边界条件：指在模拟中，将导体与介质之间的电流流过考虑
在内。
通过这种边界条件，可以模拟电磁波在导体内外的传输和反射。
导电体边界条件还需要注意导体内的电流分布和边界条件的定义。
3. PEC（Perfect Electric Conductor）边界条件：指导电体表面是
完全反射电磁波的理想表面。
在这种边界条件下，电场与导体表面垂
直并且不进入导体内，电磁波会完全反射。
4. PMC（Perfect Magnetic Conductor）边界条件：指导电体表面是
完全反射磁场的理想表面。
在这种边界条件下，磁场与导体表面垂直
并且不进入导体内，磁场波会完全反射。
5. 对称边界条件：指模拟中的几何结构具有对称性，可以通过将几何
结构分为相同或镜像对称的部分来简化仿真计算。
通过使用适当的介质和导体边界条件，可以准确地模拟电磁波在复杂
结构中的传播和反射，以帮助设计和优化各种高频电子器件和系统的
性能。
hfss q3d 边界条件
hfss q3d 边界条件
HFSS和Q3D是电磁场仿真软件中常用的两种工具，分别用于高
频电磁场仿真和低频电磁场仿真。
在这两种工具中，边界条件是非
常重要的，它们用于模拟物体表面的电磁特性。
对于HFSS，边界条件是通过定义物体表面的边界条件来实现的。
常见的边界条件包括：
1. 电导体边界条件，将物体表面视为理想导体，即电场在表面
垂直方向的分量为零，而磁场在表面切向方向的分量为零。
2. 电绝缘体边界条件，将物体表面视为理想绝缘体，即电场在
表面切向方向的分量为零，而磁场在表面垂直方向的分量为零。
3. 对称面边界条件，当物体具有对称性时，可以将对称面视为
电磁场的对称面，即电场在对称面上的分量为零，而磁场在对称面
上的分量为零。
4. 辐射边界条件，用于模拟电磁波从物体表面辐射出去的情况，即电磁场在表面的入射和反射分量相等。
对于Q3D，边界条件的选择相对简单，主要包括：
1. 电势边界条件，将物体表面的电势固定为指定的值。
2. 电场边界条件，将物体表面的电场强度固定为指定的值。
3. 对称面边界条件，当物体具有对称性时，可以将对称面视为电磁场的对称面，即电势和电场在对称面上的分量为零。
需要注意的是，边界条件的选择应根据具体问题和仿真模型的要求来确定。
不同的边界条件可能会对仿真结果产生影响，因此在使用HFSS和Q3D进行仿真时，需要仔细选择和设置边界条件，以确保仿真结果的准确性和可靠性。
hfss 边界条件 激励源 求解类型
hfss 边界条件激励源求解类型HFSS（高频结构模拟软件）是一款由ANSYS公司开发的用于高频电磁场仿真的软件工具。
在HFSS中，边界条件、激励源和求解类型是模拟过程中的三个核心组成部分，它们对于模拟结果的精确性和准确性起着至关重要的作用。
下面将详细介绍这三个方面。
一、边界条件：边界条件是HFSS仿真中必不可少的一部分，它定义了模型的外表面上的电场和磁场的特征。
边界条件的正确选择对于得到准确的仿真结果非常重要。
1.电气边界条件：用于模拟导体物体，如金属或导体材料。
常见的电气边界条件包括完美导体（PEC）边界和第二类边界。
PEC边界将电场完全反射，不允许电场进入金属物体。
第二类边界可以模拟电场的入射和反射。
2.磁气边界条件：用于模拟磁性物体，如铁、钕铁硼等材料。
常见的磁气边界条件包括完美磁导体（PMC）边界和第二类边界。
PMC边界将磁场完全反射，不允许磁场进入磁性物体。
第二类边界可以模拟磁场的入射和反射。
3.边界层设置：边界层是在模拟中用于减小模型表面的边界效应的虚拟区域。
边界层的存在可以使HFSS仿真结果更加准确。
边界层的厚度可以根据模拟的频率和模型的性质进行设置。
二、激励源：激励源是指在电磁场仿真中用来产生电场或磁场的信号源。
激励源的选择和定义直接影响着仿真结果的正确性和真实性。
1.传输线激励：用于模拟传输线上的信号传播。
常见的传输线激励包括单端端口、双端端口、共模和差模激励。
可以根据模型需要选择不同的传输线激励。
2.波导激励：用于模拟波导中的电场和磁场传播。
常见的波导激励包括矩形波导、圆柱波导、圆锥波导等。
可以根据波导类型和模型要求选择相应的波导激励。
3.点源激励：用于模拟点源辐射电磁波的情况。
点源激励常用于天线设计中，可以通过设置辐射模式、功率等参数来定义。
4.表面激励：用于模拟在模型表面处施加电场或磁场的情况。
表面激励可以用于模拟天线的近场辐射特性、微带线结构的电磁响应等。
三、求解类型：求解类型是指在HFSS中用于解决模拟问题的数值方法。
HFSS边界条件和端口激励讲解概述-易迪拓培训
HFSS边界条件和端口激励讲解概述：Ansoft HFSS求解就是对微分形式的麦克斯韦方程采取有限元方法进行数值求解，在场矢量和导数是都单值、有界而且沿空间连续分布的假设下，这些方程才可以使用。
在边界和场源处，场是不连续的，场的导数变得没有意义。
因此，需要边界条件确定跨越不连续边界处场的性质。
边界条件对理解麦克斯韦方程是非常重要的，同时也是求解麦克斯韦方程的基础。
默认边界条件－－Ansoft HFSS建立的是一个虚拟的原型世界。
与边界为无限空间的真实世界不同，虚拟原型世界被做成有限的。
为了获得这个有限空间，Ansoft HSS使用了背景或包围几何模型的外部边界条件。
所谓背景是指没有被任何模型物体占据的空间。
任何和背景有关联的物体表面将被自动地定义为理想的电边界（Perfect E）并且命名为外部（outer）边界条件。
可以把几何结构想象为外面有一层很薄而且是理想导体的材料。
因此当实际边界不是理想的电边界就必须根据实际情况设置；激励（excitation）－－激励边界条件是一种特殊的边界条件，最常用的是wave port，是一种允许能量进入或导出几何结构的边界条件，使用wave port激励条件可以计算端口的S 参数；理想电边界（Perfect E）－－Perfect E是一种理想电导体或简称为理想导体。
这种边界条件的电场（E-Field）垂直于表面。
有两种边界被自动地赋值为理想电边界。
1、任何与背景相关联的物体表面将被自动地定义为理想电边界并且命名为outer的外部边界条件。
2、任何材料被赋值为PEC（理想电导体）的物体的表面被自动的赋值为理想电边界并命为smetal边界。
理想磁边界（Perfect H）－－Perfect H是一种理想的磁边界。
边界面上的电场方向与表面相切。
有限电导率（Finite Conductivity）——有限电导率边界将把物体表面定义有耗（非理想）的导体。
并且可类比为有耗金属材料的定义。
HFSS基础培训教程——端口和激励
HFSS基础培训教程——端口和激励HFSS（High Frequency Structure Simulator）是一款用于高频电磁场仿真的软件，在微波和射频设备设计领域广泛应用。
在进行HFSS仿真前，我们通常需要为电路中的器件添加适当的边界条件和激励源，以确保仿真结果的准确性。
本文将介绍HFSS中的端口和激励的基本概念和使用方法。
一、端口的概念和使用方法在HFSS中，端口用于连接射频电路的输入和输出，相当于电路中的连接器。
为了正确地定义端口，我们需要进行以下步骤：1. 创建Geometry：首先，我们需要创建一个要用作端口的几何体。
可以使用几何建模工具（如直线，弧线等）创建一个几何体，或者使用导入的CAD文件作为几何体。
2. 创建Boundaries：接下来，我们需要为端口定义一个边界条件。
在HFSS中，边界条件可以是Perfect Electrical Conductor（PEC）或Voltage Source。
根据具体需求选择合适的边界条件。
3. 定义Port：接下来，我们需要将边界条件应用到几何体上，以创建一个端口。
在HFSS中，我们可以通过在HFSS菜单中选择"Assign>Port"选项来实现。
选择要用作端口的边界条件，然后选择要应用端口的几何体。
4. 定义Excitation：最后，我们需要为端口定义一个激励信号。
在HFSS中，我们可以选择强制电流（Current）或强制电压（Voltage）作为激励类型，并设置相应的激励值和相位。
二、激励的概念和使用方法在HFSS中，激励用于模拟电磁波的输入，常用于计算电磁场分布、传输线参数以及端口特性等。
下面是使用激励的基本步骤：1. 创建Waveport：首先，我们需要创建一个Waveport，即激励信号的源。
在HFSS中，我们可以通过在HFSS菜单中选择"Assign>Excitation>Wave Port"来创建Waveport。
hfss 理想导体边界条件(perfect e)
一、概述在电磁场仿真领域，HFSS（High Frequency Structure Simulator）是一种广泛应用的有限元分析软件，用于模拟和分析高频电磁场问题。
在HFSS中，理想导体边界条件（perfect e）是一种常用的边界条件，用于模拟理想导体表面的电磁特性。
本文将对HFSS理想导体边界条件进行深入探讨，并就此进行全面评估和撰写有价值的文章。
二、HFSS理想导体边界条件的基本概念理想导体是指完全具有导体性质，表面的电场强度为零的理想材料。
在HFSS中，通过应用理想导体边界条件，可以模拟真实世界中的理想导体表面，使其对电磁场的影响达到理想化的效果。
理想导体边界条件通常用于处理导体表面的电磁场分布，有效地减少了仿真中的计算量，提高了仿真的效率。
三、HFSS理想导体边界条件的深入分析1. 理想导体边界条件的特点理想导体边界条件在HFSS中具有以下特点：- 完全反射：理想导体表面对入射电磁波完全反射，不吸收电磁能量。
- 电场求解：理想导体表面的电场强度为零，电场在理想导体表面正常方向的分量为零。
- 高频近似：理想导体边界条件通常适用于高频电磁场问题，对于低频电磁场问题需要谨慎处理。
2. 理想导体边界条件的应用范围理想导体边界条件在HFSS中被广泛应用于以下场景：- 天线设计：在天线仿真中，理想导体边界条件可以模拟理想导体的辐射特性，快速准确地分析天线性能。
- 射频器件：在射频器件仿真中，理想导体边界条件可以简化仿真模型，提高仿真效率。
- 敷地板设计：在电磁兼容性（EMC）设计中，理想导体边界条件可以模拟理想接地板的电磁特性，预测电磁干扰和抗干扰能力。
3. 理想导体边界条件的局限性虽然理想导体边界条件具有许多优点，但也存在一定的局限性：- 低频效应：在低频情况下，由于理想导体边界条件对电磁场的近似处理，可能导致不准确的仿真结果。
- 材料依赖：理想导体边界条件假设理想导体表面的电磁特性与材料无关，而实际导体表面的材料特性对电磁场分布有一定影响。
hfss中文教程 052-061 边界条件
rf 微波|射频|仿真|通信|电子|EMC|天线|雷达|数值 ---- 专业微波工程师社区: HFSS FULL BOOK v10中文翻译版568页(原801页)(分节 水印 免费 发布版)微波仿真论坛 --组织翻译 有史以来最全最强的 HFSS 中文教程感谢所有参与翻译,校对,整理的会员版权申明: 此翻译稿版权为微波仿真论坛()所有. 分节版可以转载. 严禁转载568页完整版.推荐: EDA问题集合(收藏版) 之HFSS问题收藏集合 /hfss.htmlQ: 分节版内容有删减吗? A:没有,只是把完整版分开按章节发布,免费下载.带水印但不影响基本阅读.Q: 完整版有什么优势? A:完整版会不断更新,修正,并加上心得注解.无水印.阅读更方便.Q: 本书结构? A: 前200页为使用介绍.接下来为实例(天线,器件,EMC,SI等).最后100页为基础综述Q: 完整版在哪里下载? A: 微波仿真论坛( /read.php?tid=5454 )Q: 有纸质版吗? A:有.与完整版一样,喜欢纸质版的请联系站长邮寄rfeda@ 无特别需求请用电子版Q: 还有其它翻译吗?A:有专门协助团队之翻译小组.除HFSS外,还组织了ADS,FEKO的翻译.还有正在筹划中的任务! Q: 翻译工程量有多大?A:论坛40位热心会员,120天初译,60天校对.30天整理成稿.感谢他们的付出!Q: 只讨论仿真吗?A:以仿真为主.微波综合社区. 论坛正在高速发展.涉及面会越来越广! 现涉及 微波|射频|仿真|通信|电子|EMC|天线|雷达|数值|高校|求职|招聘Q: 特色?A: 以技术交流为主,注重贴子质量,严禁灌水; 资料注重原创; 各个版块有专门协助团队快速解决会员问题; --- 等待你的加入RF rf---射频(Radio Frequency)微波|射频|仿真|通信|电子|EMC|天线|雷达|数值 ---- 专业微波工程师社区: http://bbs.eda .cn rf RF EDA .cnrf---射频(Radio Frequency )致谢名单 及 详细说明/read.php?tid=5454一个论坛繁荣离不开每一位会员的奉献多交流,力所能及帮助他人,少灌水,其实一点也不难打造国内最优秀的微波综合社区还等什么? 加入 RF EDA .CN 微波社区我们一直在努力微波仿真论坛第一章 Ansoft HFSS参数化建模第一节 边界条件一、边界条件（Boundary Conditions）这一章向我们描述了应用边界条件的基础知识。
(完整版)HFSS边界条件和端口讲解
总的介绍：Ansoft HFSS求解就是对微分形式的麦克斯韦方程采取有限元方法进行数值求解,在场矢量和导数是都单值、有界而且沿空间连续分布的假设下，这些方程才可以使用。
在边界和场源处，场是不连续的，场的导数变得没有意义。
因此，需要边界条件确定跨越不连续边界处场的性质.边界条件对理解麦克斯韦方程是非常重要的，同时也是求解麦克斯韦方程的基础。
默认边界条件－－Ansoft HFSS建立的是一个虚拟的原型世界.与边界为无限空间的真实世界不同，虚拟原型世界被做成有限的。
为了获得这个有限空间,Ansoft HSS使用了背景或包围几何模型的外部边界条件。
所谓背景是指没有被任何模型物体占据的空间。
任何和背景有关联的物体表面将被自动地定义为理想的电边界(Perfect E）并且命名为外部（outer）边界条件。
可以把几何结构想象为外面有一层很薄而且是理想导体的材料。
因此当实际边界不是理想的电边界就必须根据实际情况设置；激励（excitation）－－激励边界条件是一种特殊的边界条件，最常用的是wave port,是一种允许能量进入或导出几何结构的边界条件，使用wave port激励条件可以计算端口的S参数；理想电边界(Perfect E）－－Perfect E是一种理想电导体或简称为理想导体。
这种边界条件的电场（E-Field)垂直于表面.有两种边界被自动地赋值为理想电边界。
1、任何与背景相关联的物体表面将被自动地定义为理想电边界并且命名为outer的外部边界条件。
2、任何材料被赋值为PEC（理想电导体）的物体的表面被自动的赋值为理想电边界并命为smetal边界。
理想磁边界（Perfect H）－－Perfect H是一种理想的磁边界。
边界面上的电场方向与表面相切.有限电导率（Finite Conductivity）—-有限电导率边界将把物体表面定义有耗（非理想)的导体。
并且可类比为有耗金属材料的定义。
为了模拟有耗表面，应提供以西门子/米(Siemens/meter）为单位的损耗参数以及导磁率参数.并且可以是频率的函数阻抗边界（Impedance)－－一个用解析公式计算场行为和损耗的电阻性表面。
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首先定义Perfect E
将其中的局部定义为 Perfect H
PerfectH定义的区域实际为 自然边界条件，相当于在零 厚度的金属平面上开孔
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Finite Conductivity
• HFSS， SIwave，Designer Planar EM
– Incident Field ：吸收从模型反射出的场 – Enforced Field ：不吸收反射场
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• 应用于对称边界条件
• 理想地平面
– 可以将 Infinite Ground Plane 选项选中，表示无限大的地平面
• 缺省的边界条件Outer PerfectE
– 整个模型与做图背景的交接面会被自动赋予 Outer
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HFSS 基础培训教程
边界条件
ANSYS 中国
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HFSS设计流程
Design
Solution Type
Boundaries
Parametric Model
Geometry/Materials
Natural ，即自然边界
E continuous
‘Natural’ Boundary
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Perfect H
• 应用实例
– 对 Outer 定义 Perfect H 相当于理想开路 – 在内部定义，用 Perfect H 覆盖 Perfect E ， 用以在地平 面上开孔 实例
后处理
矩阵参数、电磁场分布、辐射
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求解流程
前处理
建立结构，定义材料，设置端口 和边界条件
求解
网格剖分，电磁场求解
后处理
矩阵参数、电磁场分布、辐射
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• 输入任意的频率， 点击[Calculate] 根据镀层定义计算金属损耗
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Layered Impedance
• 分层阻抗边界条件的Internal选项
不选：用于三维金属的表面
Finite Conductivity Boundary
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Impedance
• 薄膜电阻，定义由电导率和厚度确定的方块电阻
– 与 Finite Conductivity 使用相近 – 无须考虑电阻性材料的厚度，无须对薄膜电阻物体内部进行场求解 – 电阻和电抗值可以定义为变量
Ref lection Coef f icient (dB)
0 -20 -40 -60 -80 -100 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
theta (deg)
辐射边界条件的反射系数与入射 角的关系
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– 长宽比 N和方块电阻计算如下
3.5 N 0.875 4 Rlu mp ed 35 Rs h eet 40 / square N .875
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Layered Impedance
Excitations Analysis
Solution Setup Frequency Sweep
Mesh Operations Mesh Refinement NO
Analyze
Solve
Results
2D Reports Fields
Converged YES
Solve Loop
Update Finished
– 辐射区域可以和辐射体共形，减少求解空间 – 在辐射区域的外表面定义，吸收来自辐射体的电磁波 – 计算天线等强辐射问题时，距离辐射体应当至少 λ/4 – 对于弱辐射问题，仅考虑辐射损耗，不关心远场时，可 以小于 λ/4
• 天线辐射特性计算
– 在定义辐射边界条件的面上积分得到远场辐射方向图 （默认）
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边界条件的作用
• 仿真算法的需要
– 辐射边界条件， PML
• 简化模型，减少计算量，提供使用的灵活性
– – – – 良导体损耗计算，薄层导体结构处理，镀层、薄膜电阻 集总参数元件 薄层介质结构 对称性结构，周期性结构
• 理论研究
– 强制电磁场按照所定义的方式分布
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Perfect E
• 电场垂直的面
• 相当于理想导体的表面
– 电导率为无穷大（计算时取 1e37 ）。
Perfect E Boundary*
E perpendicular
• 也可以自行定义计算远场时的积分面（建立Facelist)
– 辐射边界条件上的网格密度对于天线辐射特性的计算精
度有影响
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Radiation
• 辐射边界条件的吸收性能与入射角相关
• 磁场垂直的表面
– 对于Outer 定义Perfect H， 则相当于理想开路
E parallel
Perfect H Boundary
• 作为对称边界条件使用
– Perfect H
• 用于定义自然边界条件（Natural）
– 用Perfect H 覆盖 Perfect E 边界条件，则覆盖区域的边界条件实际为
• 参数：电导率和相对磁导率
– 对于零厚度的导体需要考虑金属损耗时 – 直接利用趋肤深度计算并修正金属损耗 – 选中 Infinite Ground Plane ，可表示无限大 的有耗地平面
E perpendicular, attenuating
• 也可以用材料特性定义
– 选择 Use Material ，在材料库中选择构成零 厚度的金属材料特性。
• 用于更细致地计算金属的损耗效应
– 金属表面粗糙度对损耗的修正
c
2 Kw
s K w 1 exp 2h
1.6
h : 平均粗糙度、s : 金属厚度
– 对于金属镀层的处理
• 设定各个镀层的属性和厚度，计算趋肤状态下的损耗 – 通过Layer定义各个金属层 • Internal 选项用以描述厚度为零（或可忽略）的金属面
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边界条件的优先级
• 后定义的边界条件覆盖前面定义的边界条件
• 几种例外情况：
– 端口不被覆盖 – 如果用Perfect H 覆盖 Perfect E 边界条件，则覆盖区域的边界条件 实际为Natural，即自然边界条件
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Radiation 的高级选项
• 定义辐射边界条件时选中 “Advanced Options ”
– Radiation Only ：等同于一般的辐射边 界 – Incident Field 和Enforced Field ：用于 在Datalink 时连接的外加场 – 软件自动在Incident Field 和Enforced Field 边界上积分，将外加场映射到面 上 – 外加场的来源：
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求解流程
前处理
建立结构，定义材料，设置端口 和边界条件
求解
网格剖分，电磁场求解
后处理
矩阵参数、电磁场分布、辐射
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求解流程
前处理
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电磁场数值求解
• 有限元法求解Maxwell 方程组
– 几何结构 – 材料特性 – 源和边界条件
网格剖分
解析解
有限元解
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建立结构，定义材料，设置端口 和边界条件
求解
网格剖分，电磁场求解
后处理
矩阵参数、电磁场分布、辐射
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