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HFSS功能介绍与实际应用北京航空航天大学RF/EMC实验室授课内容HFSS概述软件开展及公司背景算法根本原理应用范围〔穿插相关理论知识〕使用方法简要介绍后处理分析简要介绍实例屏蔽谐振孔缝泄漏HFSS相关背景介绍HighFrequencyStructureSimulator高频〔电磁场〕结构仿真器求解范围与波长可比E、H、S、J、V、I、P可视化结果采用有限元算法自适应网格剖分AnSoft公司产品Agilent公司也曾经出版过类似软件〔HFSS5.6〕后被AnSoft公司收购〔HFSS7.0〕最新版本为9.0相关知识介绍－－方向图辐射方向图：天线的辐射特性随空间坐标变化的图形。在距辐射源r处的球面上，场强或功率密度随方向坐标〔φ，θ〕变化称为场强方向图或功率方向图。注意满足远区场条件有多种表述方式HFSS的应用领域求解天线和天线阵的方向图HFSS的应用领域对数周期天线方向图HFSS的应用领域八木天线HFSS的应用领域契比雪夫特性低通滤波器HFSS的应用领域契比雪夫滤波器低通特性〔MS21〕HFSS的应用领域空间场分布求解HFSS的应用领域空间场分布求解结果－－有效值HFSS的应用领域空间场分布求解结果－－瞬时值HFSS的应用领域空间场分布求解结果－－有效值HFSS的应用领域空间场分布求解结果－－瞬时值HFSS的应用领域矩形波导中场结构求解HFSS的应用领域波导中的电场矢量示意图HFSS的应用领域矩形波导中的磁场矢量示意图HFSS的应用领域矩形波导壁上的面电流分布HFSS的算法根底－有限元是近似求解数理边值问题的一种数值方法数学根底：泛函分析中的变分方法〔泛函的极值〕应用于Hilbert空间〔可以由一组正交基展开〕应用Euler定理使用正交基离散化其中系数待定代回原方程，注意此时变量已被别离HFSS的算法根底－有限元可以写作HFSS的算法根底－有限元应用于一维问题中，N称为形状函数原目标函数相应变为各个分部求和举例详细介绍三维泊松方程静电场非其次边界条件有限元方程其给出的条件形式为与其对应的泛函为举例详细介绍选取四节点插值四面体其中四面体采用一次插值举例详细介绍求解下述方程组解得举例详细介绍举例详细介绍将结果代入上述方程可得待求泛函方程为其中：HFSS使用方法物理建模几乎完全依赖于立体几何知识和空间想像力最根本的点、线、面、体元素加各种辅助操作注意几个问题〔长细比、圆滑〕材料设定可以随意自定义材料各种参数可以描述非线性材料、均匀变化材料HFSS使用方法设置边界和鼓励源需要电磁场根底、有限元算法根底、熟悉软件合理简化模型要点：要对场有较清晰的概念求解条件设置经验和对有限元算法的了解手动网络剖分HFSS数据后处理获取外部根本数据，如S参数、阻抗。获取内部场结构数据根本的电场、磁场、坡印廷矢量、电流等工程中经常用到的数据如方向图、RCS等用

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