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resistiveink的hfss仿真

HFSS是美国Ansoft公司开发的全波三维电磁仿真软件，该软件

采用有限元法，计算结果准确可靠，是业界公认的三维电磁场设计和

分析的工业标准。HFSS采用标准的Windows图形用户界面，简洁直

观；自动化的设计流程，易学易用；稳定成熟的自适应网格剖分技术，

结果准确。使用HFSS，用户只需要创建或导入设计模型，指定模型

材料属性，正确分配模型的边界条件和激励，准确定义求解设置，软

件便可以计算输出用户需要的设计结果。HFSS具有精确的场仿真器，

强大的电性能分析能力和后处理功能可以用于分析、计算并显示下列

参数。

S、Y、Z等参数矩阵。电压驻波比（VSWR）。

端口阻抗和传播常数。电磁场分布和电流分布。

谐振频率、品质因数Q。

天线辐射方向图和各种天线参数，如增益、方向性、波束宽度等。

比吸收率（SAR）。

雷达反射截面（RCS）。

经过二十多年的发展，现今HFSS以其无与伦比的仿真精度和可

靠性、快捷的仿真速度、方便易用的操作界面、稳定成熟的自适应网

格剖分技术，已经成为三维电磁仿真设计的首选工具和行业标准，被

广泛地应用于航空、航天、电子、半导体、计算机、通信等多个领域，

帮助工程师高效地设计各种微波/高频无源器件。借助于HFSS，能够

有效地降低设计成本，缩短设计周期，增强企业的竞争力。HFSS的
具体应用包括以下8个方面。

1、射频和微波无源器件设计

HFSS能够快速精确地计算各种射频/微波无源器件的电磁特性，

得到S参数、传播常数、电磁特性，优化器件的性能指标，并进行容

差分析，帮助工程师们快速完成设计并得到各类器件的准确电磁特

性，包括波导器件、滤波器、耦合器、功率分配/合成器、隔离器、

腔体和铁氧体器件等。

2、天线、天线阵列设计

HFSS可为天线和天线阵列提供全面的仿真分析和优化设计，精

确仿真计算天线的各种性能，包括二维、三维远场和近场辐射方向图、

天线的方向性、增益、轴比、半功率波瓣宽度、内部电磁场分布、天

线阻抗、电压驻波比、S参数等。

3、高速数字信号完整性分析

随着信号工作频率和信息传输速度的不断提高，互联结构的寄生

效应对整个系统的性能影响已经成为制约设计成功的关键因素。

MMIC、RFIC或高速数字系统需要精确的互联结构特性分析参数抽取，

HFSS能够自动和精确地提取高速互联结构和版图寄生效应，导出

SPICE参数模型和Touchstone文件（即.snp格式文件），结合Ansoft

Designer或其他电路仿真分析工具去仿真瞬态现象。

4、EMC/EMI问题分析

电磁兼容和电磁干扰（EMC/EMI）问题具有随机性和多变性的特

点，因此，完整的“复现”一个实际工程中的EMC/EMI问题是很难做
到的。Ansoft提供的“自顶向下”的EMC解决方案可以轻松地解决

这个问题。HFSS强大的场后处理功能为设计人员提供丰富的场结果。

整个空间的场分布情况可以以色标图的方式直观地显示出来，让设计

人员对系统的场分布全貌有所认识；进一步通过场计算器（Field

Calculator），可以给出电场/磁场强度的最强点，并能输出详细的

场强值和坐标值。

5、电真空器件设计

在电真空器件如行波管、速调管、回旋管设计中，HFSS本征模

求解器结合周期性边界条件，能够准确地仿真分析器件的色散特性，

得到归一化相速与频率的关系以及结构中的电磁场分布，为这类器件

的分析和设计提供了强有力的手段。

6、目标特性研究和RCS仿真

雷达散射截面（RCS）的分析预估一直是电磁理论研究的重要课

题，当前人们对电大尺寸复杂目标的RCS分析尤为关注。HFSS中定

义了平面波入射激励，结合辐射边界条件或PML边界条件，可以准确

地分析器件的RCS。

7、计算SAR

比吸收率（SAR）是单位质量的人体组织所吸收的电磁辐射能量，

SAR的大小表明了电磁辐射对人体健康的影响程度。随着信息技术的

发展，大众在享受无线通信设备带来的各种便利之时，也日益关注无

线通信终端对人体健康的影响。使用HFSS可以准确地计算出指定位

置的局部SAR和平均SAR。
8、光电器件仿真设计

HFSS的应用频率能够达到光波波段，精确仿真光电器件的特性。