HFSS射频仿真设计实例大全-徐兴福

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1.1 概述
: W& ~2 j" E8 R& n& A( l' U" a6 lHFSS ( High Frequency Structure Simulator)是由Ansys公司推出的三维电磁仿真软件，
7 f5 {) X. K0 \+ f0 s2 ?* ]# G是世界上第一个商业化的三维结构电磁场仿真软件、业界公认的三维电磁场设计和分析的工
业标准。.
% V# L/ ?4 j6 l, ^- WHFSS经过20多年的发展，已经是电子设计人员，尤其是电磁仿真人员，必不可少的
工具。在射频、微波、天线、高速电路等领域得到了广泛应用，已成为三维全波电磁场仿真
的行业标准和黄金工具，是工程师们的得力助手。为了应对快速发展的设计需求，除了伤真
$ ?8 }4 i7 w% J$ a1 }. s9 v2 z. S功能的不断扩展外，HFSS对高性能计算的支持也更加深入和广泛，不断提高仿真速度、扩
# H& K$ P; p( c展仿真规模，发展至今的VIs版本。
HFSSI5相对于以前版本更新的内容包括:更快的矩阵求解器与HPC、全新升级的有限
大阵列求解器、更加灵活和强大的混合算法、改进的宽带扫频、更完善的多物理场求解流程
" C2 z* b4 c  S8 t. k2 o! w等，此外，与ECAD的接口、瞬态求解器、易用性等方面也有显著增强。
HFSS适用领域如下所示。
●高频组件: LTCC、 介质振荡器、耦合器、滤波器、隔离器、功分器、芯片部件、磁
4 J, A) |: ]9 g2 f4 j3 u. V: m5 O珠等。
●天线:贴片天线、角锥天线、阵列天线、Vivaldi 天线、八木天线等。
,电缆:同轴电缆、双绞线电缆、带状电缆等。
●IC封装:引脚型(QFP、PLCC、DIP、 SOP等)、PGA. BGA、TAB、功率器件
(IGBT、功率MoSFET、DBC基板等)、MCM等。
●连接器:同轴连接器、多脚连接器(端子型、卡槽型等)、插针插座等。
, PCB板:裸板、平面、传输线、网格平面、硬板、混合板、柔性板。
,其他: RFID.无线充电、EMCIEMI、 核磁共振、微波加热、光电接口。
$ s8 A  u8 D) E- y图1.1为HFSS工作界面。
+ a" X) Q6 K8 E1 [( n; K, }# gHFSS提供了简洁直观的用户设计界面、精确自适应的场解器、拥有空前电性能分析能力
+ P* N! z& ?' O0 h! b的功能强大后处理器，能计算任意形状三维无源结构的S参数和全波电磁场。HFSS 软件拥有强
大的天线设计功能，它可以计算天线参量，如增益、方向性、远场方向图剖面、远场3D图和
3dB带宽;绘制极化特性，包括球形场分量、圆极化场分量、Ludwig第三定义场分量和轴比。
+ E+ l: H4 @% _# U7 w- k8 \! x使用HFSS,可以计算的参数与输出结果如下所示。
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栖_梦

1.1 概述) ~* m9 i$ H4 Z, _- _) n, b HFSS ( High Frequency Structure Simulator)是由Ansys公司推出的三维电磁仿真软件，/ `& o( y/ Y& v! {: a 是世界上第一个商业化的三维结构电磁场仿真软件、业界公认的三维电磁场设计和分析的工 业标准。.  k2 r/ W, D; P2 B) v% {8 z & s& ]. M- {( {7 g1 {# g1 r8 P- GHFSS经过20多年的发展，已经是电子设计人员，尤其是电磁仿真人员，必不可少的+ |, l! T- U; {4 R' X* \8 E ' Q3 ?) H) p6 i& P: p& i7 p2 O工具。在射频、微波、天线、高速电路等领域得到了广泛应用，已成为三维全波电磁场仿真' M7 f8 D) [8 v* V7 j# j 的行业标准和黄金工具，是工程师们的得力助手。为了应对快速发展的设计需求，除了伤真 功能的不断扩展外，HFSS对高性能计算的支持也更加深入和广泛，不断提高仿真速度、扩 展仿真规模，发展至今的VIs版本。" M% Q4 M5 j- o+ i / Z: f/ S2 T/ Y& YHFSSI5相对于以前版本更新的内容包括:更快的矩阵求解器与HPC、全新升级的有限 / d0 Z7 q! S. z* |' B大阵列求解器、更加灵活和强大的混合算法、改进的宽带扫频、更完善的多物理场求解流程 等，此外，与ECAD的接口、瞬态求解器、易用性等方面也有显著增强。 1 K( j' e5 n5 wHFSS适用领域如下所示。% y0 L, y% J. |; H, M9 ~ ●高频组件: LTCC、 介质振荡器、耦合器、滤波器、隔离器、功分器、芯片部件、磁4 ]# V! l  c8 V! m* d2 i 珠等。& w& B, F3 {8 p# e & y# D1 G# R. p* G( Y●天线:贴片天线、角锥天线、阵列天线、Vivaldi 天线、八木天线等。3 |( R+ h9 l8 A9 Z# ` ,电缆:同轴电缆、双绞线电缆、带状电缆等。 - m; C! m  p6 Y  C, C8 }●IC封装:引脚型(QFP、PLCC、DIP、 SOP等)、PGA. BGA、TAB、功率器件 + I& Z; g- G  o(IGBT、功率MoSFET、DBC基板等)、MCM等。2 Q9 z: m) I  R4 p. H) F: D: `. Y ●连接器:同轴连接器、多脚连接器(端子型、卡槽型等)、插针插座等。 , PCB板:裸板、平面、传输线、网格平面、硬板、混合板、柔性板。 + T" g6 Z+ p$ S9 X, G3 O,其他: RFID.无线充电、EMCIEMI、 核磁共振、微波加热、光电接口。 图1.1为HFSS工作界面。

, X. V- z! }* |* O( W' p$ R

Lynna

HFSS经过20多年的发展，已经是电子设计人员，尤其是电磁仿真人员，必不可少的$ c  c) [0 z7 d, ^% s 工具。在射频、微波、天线、高速电路等领域得到了广泛应用，已成为三维全波电磁场仿真( D% @; e8 ?$ V( m' J/ E) M 的行业标准和黄金工具，是工程师们的得力助手。为了应对快速发展的设计需求，除了伤真% g9 K8 r2 q, y% b 功能的不断扩展外，HFSS对高性能计算的支持也更加深入和广泛，不断提高仿真速度、扩, V7 l4 I8 r3 X: O. C" H  x$ ] 展仿真规模，发展至今的VIs版本。感谢分享

洪山磊

HFSS提供了简洁直观的用户设计界面、精确自适应的场解器、拥有空前电性能分析能力( o# ^( y+ J* N" G9 \' z 的功能强大后处理器，能计算任意形状三维无源结构的S参数和全波电磁场。HFSS 软件拥有强 大的天线设计功能，它可以计算天线参量，如增益、方向性、远场方向图剖面、远场3D图和- @8 n; D" u. o/ H! G& [. U 3dB带宽;绘制极化特性，包括球形场分量、圆极化场分量、Ludwig第三定义场分量和轴比。  感谢分享！

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HFSS经过20多年的发展，已经是电子设计人员，尤其是电磁仿真人员，必不可少的工具。在射频、微波、天线、高速电路等领域得到了广泛应用，已成为三维全波电磁场仿真 的行业标准和黄金工具，是工程师们的得力助手。为了应对快速发展的设计需求，除了伤真 功能的不断扩展外，HFSS对高性能计算的支持也更加深入和广泛，不断提高仿真速度、扩 展仿真规模，发展至今的VIs版本。

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HFSS经过20多年的发展，已经是电子设计人员，尤其是电磁仿真人员，必不可少的工具。在射频、微波、天线、高速电路等领域得到了广泛应用，已成为三维全波电磁场仿真 的行业标准和黄金工具，是工程师们的得力助手。为了应对快速发展的设计需求，除了伤真 功能的不断扩展外，HFSS对高性能计算的支持也更加深入和广泛，不断提高仿真速度、扩 展仿真规模，发展至今的VIs版本。

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