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Ansoft HFSS 是世界上第一個(gè)商業(yè)化的三維結(jié)構(gòu)電磁場仿真軟件，可分析仿真任意三維無源結(jié)構(gòu)的高頻電磁場，可直接得到特征阻抗、傳播常數(shù)、S參數(shù)及電磁場、輻射場、天線方向圖等結(jié)果。該軟件廣泛應(yīng)用于無線和有線通信、計(jì)算機(jī)、衛(wèi)星、雷達(dá)、半導(dǎo)體和微波集成電路、航空航天等領(lǐng)域，以幫助客戶設(shè)計(jì)世界一流的產(chǎn)品。

Ansoft HFSS提供了一個(gè)直觀、易于使用、用于建立任意三維無源器件模型的界面。創(chuàng)建一個(gè)設(shè)計(jì)包括以下幾個(gè)步驟：

1）FileNew，然后點(diǎn)擊ProjectInsert HFSS Design，新建一個(gè)Project。當(dāng)然可以通過FileOpen，打開一個(gè)已經(jīng)存在的Project。

2）HFSSSolution Type，設(shè)置解算類型，確定如何激勵(lì)和收斂。HFSS有三種解算類型，第一種是模式驅(qū)動（Driven Modal），根據(jù)波導(dǎo)模式的入射和反射功率表示S參數(shù)矩陣的解；第二種是終端驅(qū)動（Driven Terminal），根據(jù)傳輸線終端的電壓和電流表示S參數(shù)矩陣的解；第三種是本征模（Eignemode），求解物理結(jié)構(gòu)的諧振頻率以及這些諧振頻率下的場模式。

3）創(chuàng)建互連結(jié)構(gòu)模型。HFSS擁有強(qiáng)大的全參數(shù)三維模型創(chuàng)建功能，簡單的實(shí)體建模中，直接使用HFSS中提供的基本圖形（主菜單Draw）即可，當(dāng)創(chuàng)建復(fù)雜的物體時(shí)，可以用布爾運(yùn)算操作（3D ModelerBoolean）完成挖洞、切開或連接等功能。

4）在創(chuàng)建每一個(gè)基本結(jié)構(gòu)單元時(shí)，HFSS都會提示確定其屬性，如介電常數(shù)等，默認(rèn)的材料特性是真空（Vacuum）。

5）指定平面設(shè)置邊界條件（HFSSBoundariesAssign）。HFSS有多種邊界條件，在高速設(shè)計(jì)中最常用的有，理想電邊界（Perfect E）表示電場垂直于表面。任何與背景相關(guān)聯(lián)的物體表面和任何被賦值為PEC（理想電導(dǎo)體）的物體表面將被自動地設(shè)置為Perfect E邊界；理想磁邊界（Perfect H）是指電場方向與表面相切；阻抗邊界（Impedance）用解析公式計(jì)算場行為和損耗的電阻性表面；輻射邊界（Radiation）也被稱為吸收邊界，用來模擬開放的表面；完美匹配層邊界（PML）用一種非實(shí)際的、阻抗與自由空間相匹配吸收層來模擬開放空間。

6）指定端口設(shè)置激勵(lì)（HFSSExcitationsAssign）。HFSS主要有波端口（Wave Ports）和集中端口（Lumped Ports），而在高速設(shè)計(jì)中，使用波端口的情況比較多。HFSS假定你定義的波端口連接到一個(gè)半無限長的波導(dǎo)，該波導(dǎo)具有與端口相同的截面和材料，每個(gè)端口都是獨(dú)立地激勵(lì)并且在端口中每一個(gè)入射模式的平均功率為1瓦，使用波端口可以計(jì)算特性阻抗、復(fù)傳播常數(shù)和S參數(shù)。

7）分析設(shè)置。通過HFSSAnalysis SetupAdd Solution Setup可以進(jìn)行自適應(yīng)頻率和收斂標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)置，通過HFSSAnalysis SetupAdd Sweep可以得到互連結(jié)構(gòu)的掃頻響應(yīng)，通常選擇插值（Interpolating）掃頻。

8）數(shù)據(jù)處理（HFSSResults）。HFSS具有功能強(qiáng)大又很靈活的數(shù)據(jù)管理和繪圖能力，可以輸出適合于Matlab編程，后綴為.m的SYZ矩陣參數(shù)文件。

Ansoft HFSS的應(yīng)用

HFSS軟件擁有強(qiáng)大的天線設(shè)計(jì)功能，它可以計(jì)算天線參量，如增益、方向性、遠(yuǎn)場方向圖剖面、遠(yuǎn)場3D圖和3dB帶寬；繪制極化特性，包括球形場分量、圓極化場分量、Ludwig第三定義場分量和軸比。使用HFSS，可以計(jì)算：

①基本電磁場數(shù)值解和開邊界問題，近遠(yuǎn)場輻射問題；

②端口特征阻抗和傳輸常數(shù)；

③S參數(shù)和相應(yīng)端口阻抗的歸一化S參數(shù)；

④結(jié)構(gòu)的本征模或諧振解。

而且，由Ansoft HFSS和Ansoft Designer構(gòu)成的Ansoft高頻解決方案，是目前唯一以物理原型為基礎(chǔ)的高頻設(shè)計(jì)解決方案，提供了從系統(tǒng)到電路直至部件級的快速而精確的設(shè)計(jì)手段，覆蓋了高頻設(shè)計(jì)的所有環(huán)節(jié)。