Ansoft HFSS 2021R1 求解类型详解

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本文详细介绍了Ansoft HFSS 2021R1中的求解类型，包括驱动解决方案（模式驱动、终端驱动和瞬态求解）和无驱动解决方案（本征模、特征模和SBR+求解器），并阐述了Network Analysis与Composite Excitation求解的区别。

提示：文章写完后，目录可以自动生成，如何生成可参考右边的帮助文档

前言

求解设方法：HFSS>>Solution Type

求解类型：

1、模式驱动求解（Driven Modal）：波端口激励、集总端口激励

2、终端驱动求解（Driven Terminal）：电压源激励、电流源激励、入射波激励和磁偏置激励

3、本征模求解（Eigenmode）：对于本征模求解类型，HFSS自动使用▲F最大值作为收敛误差判断标准

4、瞬态求解类型（Transient）

使用时域求解器，计算时域中的问题，典型的应用如开关脉冲、雷击、静电问题等时域问题。

以模式为基础计算S参数，根据波导内各模式场的入射功率和反射功率来计算S参数矩阵
的解。这种求解类型下HFSS是以入射波的形式通过端口对模型进行激励，可以计算模型中多个模式的S参数和场分布，但是对于模型中多个TEM模或者准TEM模共存的问题(差分对或类似传输线结构)没法区分。

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。这种求解类型下HFSS是以电压和电流的形式进行激励，只能考虑TEM模或准TEM模，可以考虑多个终端的情况。

使用时域求解器，计算时域中的问题，典型的应用如开关脉冲、雷击、静电问题等时域问题。

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。
本征模求解时不需要设置激励方式、不能定义辐射边界条件、不能进行扫频分析、不能包含铁氧体材料、只有场解结果，没有S参数求解结果

结构可以是金属的，也可以是介质的。该解决方案报告了模式数、特征角和电流、模拟意义和质量因子，以及基于编辑加权的每个端口电压。
只支持离散扫描。只支持CMA求解器，只允许无损耗边界，有限导电性边界是允许的，但被转换为无损，半空间边界不被允许。

SBR+支持从 FEM、IE 中导入远场辐射方向图或者电流源，也支持导入相应的测试数据，SBR+算法主要用于天线安装分析，支持多核、GPU 等并行求解方式并且大多数任务可在低于 8 GB 内存下完成。图 8 FEM 算法与 SBR+算法仿真对比。

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。