HFSS中激励方式
文章目录
- HFSS中激励方式
- 波端口激励（Wave Port）
- 集总端口激励（Lumped Port）
- floquet端口激励（floquet Port）
- 入射波激励（Incident Port）
- 电压源激励（Voltage Port）
- 电流源激励（Current Port）
- 磁偏置激励（Magnetic Bias）
HFSS中，激励是一种定义在三维物体表面或者二维物体上的激励源，这种激励源可以是电磁场，电压源、电流源或者电荷源。
HFSS中有多种激励方式：
| 0 | 激励方式 | 功能 | 设置方法 | 应用 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 波端口激励（Wave Port） | 计算场分布，计算S参数 | 与背景相接触的物体表面 | 常用于波导结构、带状线结构以及共面波导结构，无源天线 |
| 2 | 集总端口激励（Lumped Port） | 计算场分布，计算S参数 | 在物体模型内部 | 无源天线 |
| 3 | floquet端口激励（floquet Port） | 计算场分布，计算S参数 | 用于二维平面周期性结构，如平面相控阵列和频率选择表面 | |
| 4 | 入射波激励（Incident Port） | 计算场分布 | 常用于电磁散射问题，如雷达发射截面（RCS）的计算 | |
| 5 | 电压源激励（Voltage Port） | 计算场分布 | ||
| 6 | 电流源激励（Current Port） | 计算场分布 | ||
| 7 | 磁偏置激励（Magnetic Bias） | 计算场分布 | 铁氧体材料 |
波端口激励（Wave Port）
在默认情况下，HFSS中与背景相接触的物体表面都默认设置为理想导体边界，没有能量可以进出，波端口设置在这样的面上，提供一个能量流进/流出的窗口。
与背景相接触的端口，激励方式一般都设置成波端口。
集总端口激励（Lumped Port）
集总端口类似于传统的波端口，与波端口不同的是集总端口可以设置在物体模型内部，且用户需要设定端口阻抗，集总端口直接在端口处计算S参数，设定的端口阻抗即为集总端口上S参数的参考阻抗，集总端口不计算端口处的传播常数，因此集总端口无法进行端口平移操作。
floquet端口激励（floquet Port）
Floquet端口基于Floquet模式进行场求解，用于二维平面周期性结构的仿真设计，如平面相控阵列和频率选择表面等类型的问题。Floquet端口允许用户指定端口处入射波的斜入射角和极化方式，然后从求解结果中选择所关心的极化分量。
入射波激励（Incident Port）
入射波激励是用户设置的朝某一特定方向传播的电磁波作为激励源，其等相位面与传播方向垂直，入射波照射到器件表面，和器件表面的夹角称为入射角。入射波激励常用于电磁散射问题，如雷达发射截面（RCS）的计算。
入射波激励分为7种类型：
Plane Wave
Hertzian-Dipole Wave
Cylindrical Wave
Gaussian Beam
Linear Antenna wave
Far field wave
Near Field wave
电压源激励（Voltage Port）
电压源激励是定义在两层导体之间的平面上，用理想电压源来表示该平面上的电场激励。定义电压源激励时，需要设置的参数有电压的幅度、相位和电场的方向。
使用电压源激励需要注意两点：
- 电压源激励所在的平面必须远小于工作波长，且平面上的电场是恒定电场。
- 电压源激励是理想的源，没有内阻，因此后处理时不会输出S参数。
电流源激励（Current Port）
电流源激励是定义于导体表面或者导体表面的缝隙上，需要设置的参数有导体表面/缝隙的电流幅度、相位和方向。
使用电流源激励需要注意两点：
- 电流源激励所在的平面必须远小于工作波长，且平面/缝隙上的电流是恒定电流。
- 电流源激励是理想的源，没有内阻，因此后处理时不会输出S参数。
磁偏置激励（Magnetic Bias）
当HFSS设计中使用到铁氧体材料时，需要通过设置磁偏置激励来定义铁氧体材料网格的内部偏置场，该偏置场使铁氧体中的磁性偶极子规则排列，产生一个非零的磁矩，如果应用的偏置场是均匀的，张量坐标系可以通过旋转全局坐标系来设置，如果应用的偏置场是不均匀的，不允许旋转全局坐标系来设置张量坐标系，均匀偏置场的参数可以由HFSS直接输入，而非均匀偏置场的参数需要从其他的静磁求解器导入。
参考资料：
HFSS电磁仿真从入门到精通 李明洋著
HFSS端口和激励设置【官方说明】
什么是S参数? S参数的含义?
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