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HFSS算法及应用场景介绍(一)

前言相信每一位使用过HFSS的工程师都有一个疑问或者曾经有一个疑问:我怎么才能使用HFSS计算的又快又准?对使用者而言,每个工程师遇到的工程问题不一样,工程经验不能够直接复制;对软件而言,随着HFSS版本的更新,HFSS算法越来越多,针对不同的应用场景对应不同的算法。因此,只有实际工程问题切合合适的算法,才能做到速度和精度的平衡。工程师在了解软件算法的基础上,便能够针对自己的需求进行很好的算法选择。由于当今世界计算机的飞速发展,让计算电磁学这门学科也有了很大的发展,如图1所示,从大的方面来看,我们将计算电磁学分为精确的全波算法和高频近似算法,在每一类下面又分了很多种算法,结合到HFSS软件,通过ANSYS公司40余年来坚持不懈的研发和战略性的收购,到目前为止,HFSS有FEM、IE(MoM)、DGTD、PO、SBR+等算法,本文会针对每种算法和应用场景逐一介绍,相信你看完这篇文章应该对HFSS算法和应用场景会有更深的认识。图1、......阅读全文

HFSS在手机MIMO天线中的应用

1、前言无线通信正朝着大容量、高传输率和高可靠性的方向发展。近年来,频率资源的严重不足已经成为遏制无线通信发展的瓶颈。多输入多输出(MIMO)技术无需要额外的发射功率和频谱资源,就可以极大地提高无线通信系统的容量,故MIMO技术已经成为当前研究的一个热门课题,是众多方法中很有潜力和优势的一项技术。而

毫米波圆极化介质复合波导缝隙阵列天线的HFSS设计

本文利用ANSYS HFSS设计了一种工作于毫米波段的介质复合波导缝隙天线阵列,在介质覆铜板加工出缝隙并与波导槽复合形成辐射结构,利用HFSS 软件仿真并分析缝隙导纳,泰勒加权实现阵列综合。设计平面和差网络实现天馈系统一体化,利用介质覆铜板加工出圆极化栅,并利用HFSS对整体天线进行了仿真调

ANSYS 16.0 高频仿真新亮点

■无线和有线通信设备随着物联网的爆炸性发展,无人机和移动设备的持续增长推动了对手机等移动设备中复杂结构件上的集成天线以及其他元件设计等仿真工具的需求。随着16.0的推出,ANSYS已向用户提供了一种先进技术,便于用户设计和优化上述组件并在整个环节中充分利用。ANSYS HFSS可让工程师能够

ANSYS 17.0测试报告:电大尺寸天线罩与波导裂缝阵一体...-2

2. FEM-IE混合算法减少求解空间电大尺寸介质天线罩在仿真算法方面,HFSS的FEM-IE混合算法是最佳的选择。以PO、UTD为代表的高频渐进算法仅能对纯金属的电大尺寸问题有效,无法仿真具有介质结构的天线罩,加之电磁波束多次反射导致在天线罩内部的路径复杂,传统基于射线理论的高频算法很难处理;单纯

基于ANSYS HFSS 软件的WiFi天线设计与优化

引言近代以来移动通信技术迅猛发展,并且越来越普及,Wi-fi 技术是现代无线通信技术的重要组成部分。微带天线由于其剖面低,方向性好,制作可行性高,成本低,可贴合于物体表面以及容易组阵等特点,受到了很广范的青 睐;因此Wi-fi 技术和微带天线技术是近年来研究的热点。ANSYS HFSS 软件

5G仿真解决方案 | 相控阵仿真技术详解 (二)

但需要注意的是,单元法分析对阵列作了如下假设: 阵列无限大; 每个单元的方向图都完全相同; 阵列所有单元等幅激励,相位等差变化   所以单元法无法考虑阵列的边缘效应,也不能单独设置每个单元的激励,并且无法定义复杂形状的阵列。   全阵精确仿真

5G仿真解决方案 | 相控阵仿真技术详解 (一)

天线是移动通信系统的重要组成部分,随着移动通信技术的发展,天线形态越来越多样化,并且技术也日趋复杂。进入5G时代,大规模MIMO、波束赋形等成为关键技术,促使天线向着有源化、复杂化的方向演进。天线设计方式也需要与时俱进,采用先进的仿真手段应对复杂设计需求,满足5G时代天线不断提高的性能要求。

基于HFSS的天线阵列计算方法比较分析(二)

二、HFSS计算天线阵列方法汇整最为准确的天线阵场计算为全阵列计算。天线组阵后,各单元间会产生互耦;天线阵的边缘会存在场的绕射等边缘效应,这使得使用方向图乘积定理计算天线阵的场时变得不够准确。但考虑到大型阵列计算需要大量资源和时间,单元法作为估测阵列场分布有一定的指向意义。HFSS单元计算+阵列计算

端口设置中Integration Line有何作用?

Renormalize和Deembeding 是什么意思,有何作用?Integration Line(积分线)是端口定义的选项,一般定义在端口上沿电场梯度最大的方向定义。其作用有以下几项:1)确保端口相位的一致性,避免多端口求解时出现的端口相位相差180 度的情况,如果关心S参数的相位,或者

HFSS在天线设计上的应用(四)

6)XOZ方向图:方向图是方向性函数的图形表示,它可以形象描绘天线辐射特性随着空间方向坐标的变化关系。辐射特性有辐射强度、场强、相位和极化。通常讨论在远场半径为常数的大球面上,天线辐射(或接收)的功率或者场强随位置方向坐标的变化规律,并分别称为功率方向图和场方向图。天线方向图是在远场区确定的,所以又

HFSS求解器应用详解:IE求解器、FEBI求解器(二)

3.给材料赋值及边界条件:HFSS-IE里面支持的边界条件如下图:由上图可以看到,HFSS-IE的边界条件类型比较少,其中Infinite Ground Plane的边界条件必须设置和X-Y平面平行,通过Z Location选项可以调节其在Z轴方向的具体位置。此外,Infinite Grou

HFSS在天线设计上的应用(二)

4)设置端口激励:天线的馈电点设置在整个天线的中心位置,采用集中端口Lump port,具体设置参考如下。5)设置边界条件:要在HFSS里面分析天线的对外辐射场,需要将边界条件设置为辐射边界,即Radiating only,辐射边界距离辐射体的距离不能小于天线波长的四分之一。如上模型图。6)制定激励

基于HFSS的天线阵列计算方法比较分析(三)

E面辐射方向图比较H面辐射方向图比较全尺寸阵列Floquent_Port+主从边界PML+主从边界辐射边界E面辐射方向图比较

基于HFSS的天线阵列计算方法比较分析(一)

摘要:阵列天线具有增益高、波束窄、指向可控等特点,在雷达和移动通信等场合得到广泛应用。阵列天线由于单元数较多,全阵列仿真计算对资源要求高,且需要花费大量时间。本文借助HFSS软件提供阵列计算几种常用的方式,通过比较分析各自优缺点,总结出最为准确的结果,为阵列计算提供一定参考和指导。关键词:阵列天线;

HFSS在天线设计上的应用(一)

HFSS作为业界第一个商业化的三维全波任意结构电磁场仿真工具,可以为天线及其系统设计提供全面的仿真功能:包括设计、优化及天线的性能评估。HFSS能够精确仿真计算天线的各种电性能,包括二维、三维远场/近场辐射方向图、天线增益、轴比、计划比、半功率波瓣宽度、内部电磁场场型、天线阻抗、电压驻波比、S参数等

IRIS-HFSS整合流程 实现先进工艺节点下的无源建模

简介在先进工艺节点中,无源器件和互连结构的电磁仿真对IC设计人员来说是一个巨大的挑战。而要解决这些挑战,以下几个技术是最常被探讨的:一个整合的设计环境,使电磁仿真工具能够无缝接入现有的设计平台中;在设计阶段中实现快速无源器件建模和合成;在签核sign-off 阶段实现精确验证,同时能把封装的影响

HFSS算法及应用场景介绍(三)

混合算法(FEBI,IE-Region,PO-Region,SBR+ Region)前面对频率内的各种算法做了介绍并说明了各种算法应用的场景,很多时候碰到的工程问题既包括复杂结构物理也包括超大尺寸物理,如新能源汽车上的天线布局问题,对仿真而言,最好的精度是用全波算法求解,最快的速度是采用近似算求解,

各种计算电磁学方法比较

微波EDA 仿真软件与电磁场的数值算法密切相关,在介绍微波EDA 软件之前先简要的介绍一下微波电磁场理论的数值算法。所有的数值算法都是建立在Maxwell方程组之上的,了解Maxwell方程是学习电磁场数值算法的基础。计算电磁学中有众多不同的演法,如时域有限差分法(FDTD)、时域有限积分法(FIT

HFSS结合UTD计算机载天线方向图

1、引言机载相控阵天线方向图的预测是电磁计算领域的一个带有挑战性的课题。由于机载平台在很多工作频段是电大尺寸的平台,并且考虑到相控阵天线单元众多,因此无法直接用商业软件仿真模拟天线的受扰方向图。而且,限于计算资源,单纯采用有限元法(FEM)、矩量法(MOM)、时域有限差分法(FDTD)等数值计算方法

可穿戴无线设备与ANSYS仿真技术

近年来,随着医疗保健、体育、执法、娱乐等领域实际需求的增长和潜在应用前景的看好,人们对可穿戴无线设备的兴趣不断提升。举例来说,美国国防部正在开展一项关于士兵可穿戴无线设备的研究,该设备能帮助医疗人员检测士兵的生命体征,收集有关医学信息。可穿戴无线设备的开发也能检测和记录运动员的表现情况,包括跑步速度

手动设置HFSS的网格划分规则以提升高速传输线仿真精度-1

概述:在传统的高速链路SI仿真中,使用3D电磁场仿真工具仿真传输线往往会产生规模大、效率低、精度差等问题,因此除了过孔、连接器等关键不连续结构外,剩余的长传输线部分通常会使用2D的仿真器代替,该仿真结果在10GHz以下一般可以满足精度要求。但随着链路的传输速率越来越高,特别是当链路速率达到14Gbp

计算电磁学各种方法比较和电磁仿真软件(二)

ANSYS DesignerANSYS公司推出的微波电路和通信系统仿真软件;它采用了最新的窗口技术,是第一个将高频电路系统,版图和电磁场仿真工具无缝地集成到同一个环境的设计工具,这种集成不是简单和接口集成,其关键是ANSYS Designer独有的"按需求解"的技术,它使你能够根

HFSS端口应用详解:Wave Port 、Lumped Port(一)

一、Wave PortWave Port是HFSS中典型的外部端口,这里所说的外部是指只有一侧有场分布,一般都在边界和背景的交界处。外部端口需要通过传输线的方式才能将激励信号加入到结构中,而外部端口通常会定义成传输线的截面。Wave Port截面就是HFSS求解结构参数时的参考面,它对于

HFSS端口应用详解:Wave Port 、Lumped Port(二)

4.新增Wave Port端口平面不紧贴free space:在PCB的侧边YZ平面上,另建一个“矩形平面”,该平面紧贴传输线但不贴free sapce boundary,在这个新的平面上设置Wave Port,如下图:上图可以看到HFSS仿真得到的传输线的特征阻抗是223.9ohm左右,与Pola

ANSYS 17.0测试报告:电大尺寸天线罩与波导裂缝阵一体...-1

ANSYS 17.0测试报告:电大尺寸天线罩与波导裂缝阵一体化仿真天线罩是用来保护天线的一种介质外壳,使天线避免在各种恶劣环境条件下可能造成的损坏,但是天线罩的存在也会影响天线的电性能,包括辐射方向图、功率传输损耗、瞄准误差等。随着ANSYS HFSS 软件在天馈系统设计中的普及,针对天线及

HFSS在天线设计上的应用(三)

2)查看回波损耗S11:回波损耗回波损耗是电缆链路由于阻抗不匹配所产生的反射,是一对线自身的反射,是天线设计需要关注的参数之一。上面的S11图是天线在2G Hz ~3 G Hz频段内的回波损耗,这个贴片偶极子天线中心频率约为2.45G Hz。3)电压驻波比VSWR:电压驻波比VSWR,是指驻波的电压

基于HFSS的射频微波系统设计仿真平台介绍

一、概述:射频/微波电路是雷达、导航、测控、制导、通信和电子对抗系统的重要组成部分,对系统的性能和可靠性有重要影响。随着小型化要求和系统指标包括发射功率、接收灵敏度、工作带宽、通道一致性的不断提高,对射频微波有源和无源电路提出了更高的要求,进一步加大了设计难度,主要体现在:1)、技术指标高,设计调试

利用HFSS仿真设计天线去耦网络

1、天线去耦网络的意义大多数无线系统天线单元的都尽可能的松散排布,其相互之间的间隔足够大,因此天线间的互耦效应较弱。但是在手机等移动终端,由于空间狭窄,天线单元之间间距很小,从而会产生强烈的电磁耦合。研究表明,当天线间的间距小于或等于信号波长的一半时,接收天线上所收到的信号已经明显受到互耦效应的影响

为智能手机开发可靠天线(二)

该团队使用仿真技术研究了各种天线设计。他们改变辐射、耦合和电感短路带的长度和宽度,以及短路和馈入引脚的位置。为了进行HFSS仿真而修改尺寸会带来散射参数(S参数)的显著改变,尤其是反射损耗(S11)。反射损耗可以用于判断天线在不同频率下的性能。为了改善824MHz到2,500MHz频率范围内的反射损

HFSS15在基片集成波导单脉冲馈电网络仿真中的应用(一)

1、前言Hirokawa和Ando于1998年首先提出了基片集成波导(Substrate Integrated Waveguide,SIW),即在介质基片中制作两排金属化通孔,与上下表面围成准封闭的导波结构。相对于传统的金属波导,SIW体积小、重量轻;同时,相对于微带线等传统电路,SIW损耗