Ansys HFSS 求解器

        HFSS是作為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的三維全波電磁場(chǎng)仿真工具，對(duì)于高頻和高速器件的設(shè)計(jì)工作必不可少。HFSS提供多種基于有限元(FEM)算法的求解技術(shù)，用戶可根據(jù)需要執(zhí)行的仿真模型來(lái)選擇合適的求解器。

• 頻域求解器
• 時(shí)域求解器
• 積分方程法求解器
• FE-IE混合求解器
• HFSS按需求解技術(shù)

        每種HFSS求解器都基于強(qiáng)大的自動(dòng)求解流程，即用戶只需要指定器件的幾何模型、材料特性和希望得到的輸出量，HFSS便能夠根據(jù)以上信息使用有限元算法自動(dòng)地剖分產(chǎn)生合適、高效、精確的網(wǎng)格來(lái)求解問(wèn)題。對(duì)于HFSS而言，是物理特性決定網(wǎng)格剖分，而不是網(wǎng)格剖分決定物理特性。

        HFSS頻域求解器
HFSS利用基于有限元算法的三維全波電磁場(chǎng)仿真求解器來(lái)計(jì)算器件的電磁特性。工程師可以通過(guò)使用HFSS來(lái)提取寄生參數(shù)（S、Y、Z）、可視化三維電磁場(chǎng)（近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)），生成全波SPICE模型以有效的評(píng)估信號(hào)質(zhì)量，包括傳輸路徑損耗、阻抗失配引起的反射損耗、寄生耦合和輻射。

        HFSS時(shí)域瞬態(tài)求解器(HFSS Transient)
        HFSS時(shí)域求解是基于間斷伽略金法（discontinuous Galerkin method, DGTD）的三維全波電磁場(chǎng)仿真求解器，采用基于四面體有限元技術(shù)，能得到和HFSS頻域求解器一樣的自適應(yīng)網(wǎng)格剖分精度，該技術(shù)使得HFSS的求精精度成為電磁場(chǎng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。工程師可利用短脈沖激勵(lì)對(duì)探地雷達(dá)、靜電放電、電磁干擾和雷擊等應(yīng)用問(wèn)題開(kāi)展研究。其它的應(yīng)用包括時(shí)域反射阻抗以及短時(shí)激勵(lì)下的瞬態(tài)場(chǎng)顯示也可以借助它來(lái)完成。這項(xiàng)技術(shù)完善了HFSS的頻域求解器技術(shù)，幫助工程師對(duì)更加深入詳細(xì)了解其所設(shè)計(jì)器件的電磁性能。

        積分方程求解器(HFSS-IE)
        HFSS-IE是可選的附加求解器，采用矩量法對(duì)開(kāi)區(qū)域的導(dǎo)體表面電流源以及介質(zhì)體進(jìn)行計(jì)算。HFSS-IE適用于對(duì)電大尺寸結(jié)構(gòu)的輻射以及散射特性研究。其集成于HFSS界面中，可與HFSS共享幾何模型、材料以及某些關(guān)鍵的求解器技術(shù)。與HFSS一樣，該求解器使用改良的自適應(yīng)算法進(jìn)行最適宜的網(wǎng)格剖分，使用戶對(duì)計(jì)算結(jié)果更加信任。該求解器采用自適應(yīng)交叉近似（ACA）方法結(jié)合迭代矩陣求解來(lái)降低內(nèi)存消耗和復(fù)雜的計(jì)算請(qǐng)求，使其可以求解超大規(guī)模的問(wèn)題。
        用戶可以在HFSS-IE中通過(guò)數(shù)據(jù)鏈接的方式將HFSS中的工程設(shè)計(jì)作為激勵(lì)源。這樣饋源可以在HFSS中創(chuàng)建，之后只需點(diǎn)擊鼠標(biāo)即可以將仿真的場(chǎng)結(jié)果導(dǎo)入HFSS-IE的工程設(shè)計(jì)中去。作為一個(gè)選項(xiàng)功能，用戶也可以將源仿真的饋源結(jié)構(gòu)包含到HFSS-IE的設(shè)計(jì)模型中去，從而得到包含其散射特性的最終結(jié)果。
        工程師可以結(jié)合HFSS建立一個(gè)聯(lián)合工程，并選擇最佳的求解器來(lái)仿真不同的待求問(wèn)題，從而充分發(fā)揮各自求解器的優(yōu)勢(shì)。

        混合有限單元-邊界積分法（Hybrid Finite Element-Integral Equation Method, FE-BI）
        FEBI技術(shù)是基于HFSS的區(qū)域分解以及三維積分方程技術(shù)開(kāi)發(fā)的求解技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)在開(kāi)邊界上使用積分方程法，為FEM仿真提供一個(gè)理想的空間截?cái)�。FE-BI技術(shù)結(jié)合了有限元和積分方程法的優(yōu)點(diǎn)：用有限元法解決復(fù)幾何結(jié)構(gòu)問(wèn)題，并用MOM直接計(jì)算自由空間格林函數(shù)來(lái)精確求解輻射以及散射特性。通過(guò)這項(xiàng)新技術(shù)，天線設(shè)計(jì)人員可實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)場(chǎng)輻射特性更理想、更精確的求解，從而使設(shè)計(jì)工作更加從容。對(duì)于包含天線平臺(tái)的整體仿真，可以設(shè)置呈凹形且完全共形于物體的輻射邊界來(lái)減少有限元方法的求解空間，從而有效的減小問(wèn)題規(guī)模。

        HFSS按需求解技術(shù)（HFSS Solver on Demand）
        HFSS按需求解技術(shù)使用戶可以在Ansoft Designer直觀的層結(jié)構(gòu)版圖界面中直接調(diào)用HFSS，為電子CAD軟件（ECAD）的導(dǎo)入，繪圖以及電磁設(shè)計(jì)的參數(shù)化提供了一個(gè)理想的設(shè)計(jì)流程。這個(gè)接口為需要將傳統(tǒng)基于二維層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為更加嚴(yán)謹(jǐn)、準(zhǔn)確、可靠的HFSS三維模型的工程師提供了解決之道。使用按需求解技術(shù)，HFSS中的建模、材料特性、端口設(shè)置和邊界條件都可以在Ansoft Designer的版圖界面中自動(dòng)完成。Cadence Design Systems、Mentor Graphics以及Zuken軟件中的RFIC版圖、IC封裝和印刷電路板模型均可直接導(dǎo)入Ansoft Designer并調(diào)用HFSS求解而不需要任何進(jìn)一步的設(shè)置。還可將封裝版圖參數(shù)化來(lái)計(jì)算諧振和敏感度，得到電路運(yùn)行中的阻抗變化。Ansoft Designer界面還支持傳統(tǒng)ECAD原型，如封裝焊盤(pán)、走線、焊絲、錫球等，為數(shù)字和射頻工程師提供了最先進(jìn)的解決方案。