HFSS邊界條件概述

        Ansoft HFSS求解就是對微分形式的麥克斯韋方程采取有限元方法進行數(shù)值求解，在場矢量和導(dǎo)數(shù)是都單值、有界而且沿空間連續(xù)分布的假設(shè)下，這些方程才可以使用。在邊界和場 源處，場是不連續(xù)的，場的導(dǎo)數(shù)變得沒有意義。因此，需要邊界條件確定跨越不連續(xù)邊界處場的性質(zhì)。邊界條件對理解麥克斯韋方程是非常重要的，同時也是求解麥 克斯韋方程的基礎(chǔ)。
        默認邊界條件——Ansoft HFSS建立的是一個虛擬的原型世界。與邊界為無限空間的真實世界不同，虛擬原型世界被做成有限的。為了獲得這個有限空間，Ansoft HSS使用了背景或包圍幾何模型的外部邊界條件。
所謂背景是指沒有被任何模型物體占據(jù)的空間。任何和背景有關(guān)聯(lián)的物體表面將被自動地定義為理想的電邊界（Perfect E）并且命名為外部（outer）邊界條件�？梢园褞缀谓Y(jié)構(gòu)想象為外面有一層很薄而且是理想導(dǎo)體的材料。因此當(dāng)實際邊界不是理想的電邊界就必須根據(jù)實際情況設(shè)置；
激勵（excitation）－－激勵邊界條件是一種特殊的邊界條件，最常用的是wave port，是一種允許能量進入或?qū)С鰩缀谓Y(jié)構(gòu)的邊界條件，使用wave port激勵條件可以計算端口的S參數(shù)；
理想電邊界（Perfect E）－－Perfect E是一種理想電導(dǎo)體或簡稱為理想導(dǎo)體。這種邊界條件的電場（E-Field）垂直于表面。有兩種邊界被自動地賦值為理想電邊界。
        1、  任何與背景相關(guān)聯(lián)的物體表面將被自動地定義為理想電邊界并且命名為outer的外部邊界條件。
        2、  任何材料被賦值為PEC（理想電導(dǎo)體）的物體的表面被自動的賦值為理想電邊界并命為smetal邊界。
        理想磁邊界（Perfect H）－－Perfect H是一種理想的磁邊界。邊界面上的電場方向與表面相切。
        有限電導(dǎo)率（Finite Conductivity）——有限電導(dǎo)率邊界將把物體表面定義有耗（非理想）的導(dǎo)體。并且可類比為有耗金屬材料的定義。為了模擬有耗表面，應(yīng)提供以西門子/米（Siemens/meter）為單位的損耗參數(shù)以及導(dǎo)磁率參數(shù)。并且可以是頻率的函數(shù)
        阻抗邊界（Impedance）－－一個用解析公式計算場行為和損耗的電阻性表面。表面的切向電場等于Zs(n xHtan)。表面的阻抗等于Rs + jXs。其中，Rs是以ohms/square為單位的電阻，Xs 是以ohms/square為單位的電抗
        分層阻抗（Layered Impedance）邊界——在結(jié)構(gòu)中多層薄層可以模擬為阻抗表面。
        集總RLC（Lumped RLC）邊界——一組并聯(lián)的電阻、電感和電容組成的表面。這種仿真類似于阻抗邊界，只是軟件利用用戶提供的R、L和C值計算出以ohms/square為單位的阻抗值。
        無限地平面（Infinite Ground Plane）——通常，地面可以看成是無限的、理想電壁、有限電導(dǎo)率或者是阻抗的邊界條件。如果結(jié)構(gòu)中使用了輻射邊界，地面的作用是對遠區(qū)場能量的屏蔽物，防止波穿過地平面?zhèn)鞑ァ?BR>        輻射邊界（Radiation）——輻 射邊界也被稱為吸收邊界。輻射邊界使該邊界能夠模擬開放的表面。即波能夠朝著輻射邊界的方向輻射出去。系統(tǒng)在輻射邊界處吸收電磁波，本質(zhì)上就可把邊界看成 是延伸到空間無限遠處。輻射邊界可以是任意形狀并且靠近結(jié)構(gòu)，但一般要距離模型四分之一波長，對包含輻射邊界的結(jié)構(gòu)，計算的S參數(shù)包含輻射損耗。當(dāng)結(jié)構(gòu)中包含輻射邊界時，遠區(qū)場計算作為仿真的一部分被完成。
        PML（Perfectly matched layer）邊界——這是個假想的材料能夠完全吸收電磁場，這些材料是各向異性的，有兩種形式的PML，一種是自由空間終止，它意味著電磁場從這個表明輻射到自由空間的任意方向，這種情況下要比radiation邊界更合適，因為PML可以和模型距離很近，減少空間問題，另一中PML是反射自由終止，它類似一個波導(dǎo)，波沿該方向傳播到無限。