Ansoft HFSS磁场分析与应用实例

前言

第1章 微波理论基础

1.1 电磁场基本理论

1.1.1 麦克斯韦方程组

1.1.2 时谐场的麦克斯韦方程组

1.1.3 波动方程及其边界条件

1.2 微波电路基本理论

1.2.1 传输线理论

1.2.2 微波网络理论

1.2.3 平面传输线与波导传输线

1.3 天线基本理论

1.3.1 电磁波的传播

1.3.2 天线原理

1.3.3 电磁散射

1.4 电磁兼容问题

1.5 有限元法基本原理

1.5.1 有限元方法的原理

1.5.2 三维时谐场有限元问题

1.5.3 有限元方程组的求解

1.6 电磁内问题和外问题的不同处理

1.7 本章小结

第2章 HFSS快速上手

2.1 HFSS的特点和应用领域

2.2 HFSS与其他软件的协同作业

2.3 熟悉HFSS工作环境

2.3.1 菜单栏

2.3.2 工具栏

2.3.3 状态栏

2.3.4 Project Manager窗口

2.3.5 Properties窗口

2.3.6 进度窗口

2.3.7 信息管理窗口

2.3.8 3D模型窗口

2.4 参数化建模

2.4.1 模型编辑器用户界面

2.4.2 网格平面

2.4.3 活动光标

2.4.4 创建并查看简单结构

2.4.5 画图概述

2.4.6 选择之前定义的形状

2.4.7 改变视角

2.4.8 应用结构的转换

2.4.9 通过布尔运算组合物体

2.4.10 局部坐标系统

2.4.11 几何参数

2.5 魔T设计快速上手实例

2.5.1 Ansofi HFSS设计环境

2.5.2 启动Ansofi HFSS

2.5.3 设置工具选项

2.5.4 如何打开一个新工程

2.5.5 如何设置解决方案类型(Set Solution Type)

2.5.6 建立3D模型

2.5.7 建立波导端口激励

2.5.8 边界显示

2.5.9 分析设置

2.5.10 保存工程

2.5.11 分析

2.5.12 生成报表

2.6 本章小结

第3章 HFSS仿真分析基础

3.1 边界条件设置

3.1.1 背景

3.1.2 理想导体边界

3.1.3 理想磁边界

3.1.4 辐射边界

3.1.5 理想匹配层(Perfect Match Laver)

3.1.6 有限导体边界

3.1.7 阻抗边界

3.1.8 对称边界

3.1.9 主从边界

3.1.10 集总RLC边界

3.1.11 分层阻抗边界

3.1.12 无限大地平面

3.2 激励设置

3.2.1 波端口

3.2.2 波端口激励

3.2.3 集总端口激励

3.2.4 差分对激励

3.2.5 磁偏置源激励

3.2.6 照射波激励

3.3 材料设置

3.3.1 相对磁导率

3.3.2 相对介电常数

3.3.3 电导率

3.3.4 介质损耗角正切

3.3.5 磁损耗角正切

3.3.6 各向异性材料

3.4 求解设置

3.4.1 输入输出端口的处理

3.4.2 自适应分析过程

3.4.3 单个频率的解和扫频解

3.4.4 HFSS中求解方法的类型

3.4.5 电磁场矢量的求解

3.4.6 特性阻抗的计算

3.4.7 阻抗乘法器的使用

3.5 网格设定

3.5.1 手动设置网格

3.5.2 表面近似设置

3.6 优化计算功能

3.6.1 优化方法

3.6.2 优化变量和设计空间

3.6.3 目标函数

3.6.4 线性约束

3.6.5 目标权值

3.6.6 优化计算中的步长

3.6.7 敏感性分析

3.6.8 调谐分析

3.7 本章小结

第4章 微波电路仿真分析

4.1 微带低通滤波器设计

4.1.1 基本原理

4.1.2 问题描述和分析思路

4.1.3 参数设定

4.1.4 创建三维模型

4.1.5 设置分析

4.1.6 计算结果的评价

4.2 SIR微带带通滤波器设计

4.2.1 基本原理

4.2.2 问题描述和分析思路

4.2.3 参数设定

4.2.4 创建三维模型

4.2.5 设置分析

4.2.6 计算结果的评价

4.3 微带带阻滤波器设计

4.3.1 基本原理

4.3.2 问题描述和分析思路

4.3.3 参数设定

4.3.4 创建三维模型

4.3.5 分析设置

4.3.6 计算结果的评价

4.4 介质谐振器设计

4.4.1 基本原理

4.4.2 问题描述和分析思路

4.4.3 参数设定

4.4.4 创建三维模型

4.4.5 设置分析

4.4.6 计算结果的评价

4.5 微波宽带功分器设计

4.5.1 基本原理

4.5.2 问题描述和分析思路

4.5.3 参数设定

4.5.4 创建三维模型

4.5.5 设置分析

4.5.6 计算结果的评价

4.6 微带耦合器设计

4.6.1 基本原理

4.6.2 问题描述和分析思路

4.6.3 参数设定

4.6.4 创建3D模型

4.6.5 设置分析

4.6.6 计算结果的评价

4.7 本章小结

第5章 天线仿真分析

5.1 对称振子天线

5.1.1 基本原理

5.1.2 问题描述和分析思路

5.1.3 参数设定

5.1.4 建立3D模型

5.1.5 设置分析

5.1.6 计算结果的评价

5.2 喇叭天线

5.2.1 基本原理

5.2.2 问题描述和分析思路

5.2.3 参数设定

5.2.4 建立3D模型

5.2.5 设置分析

5.2.6 计算结果的评价

5.3 微带贴片天线

5.3.1 基本原理

5.3.2 问题描述和分析思路

5.3.3 参数设定

5.3.4 建立3D模型

5.3.5 设置分析

5.3.6 计算结果的评价

5.4 吸收率测试模型

5.4.1 基本原理

5.4.2 问题描述和分析思路

5.4.3 参数设定

5.4.4 创建3D模型

5.4.5 设置分析

5.4.6 计算结果的评价

5.5 端射波导天线阵

5.5.1 基本原理

5.5.2 问题描述和分析思路

5.5.3 参数设定

5.5.4 创建3D模型

5.5.5 设置分析

5.5.6 计算结果的评价

5.6 本章小结

第6章 HFSS信号完整性分析

6.1 低压差分信号(LVDS)差分线

6.1.1 基本原理

6.1.2 问题描述和分析思路

6.1.3 参数设定

6.1.4 创建三维模型

6.1.5 设置分析

6.1.6 计算结果的评价

6.2 非理想接地面

6.2.1 基本原理

6.2.2 问题描述和分析思路

6.2.3 参数设定

6.2.4 创建三维模型

6.2.5 设置分析

6.2.6 计算结果的评价

6.3 本章小结

第7章 HFSS在电磁兼容中的应用

7.1 屏蔽体

7.1.1 基本原理

7.1.2 问题描述和分析思路

7.1.3 参数设定

7.1.4 创建三维模型

7.1.5 设置分析

7.1.6 计算结果的评价

7.2 散热片

7.2.1 基本原理

7.2.2 问题分析

7.2.3 参数设置

7.2.4 创建三维模型

7.2.5 设置分析

7.2.6 计算结果的评价

7.3 本章小结

第8章 HFSS分析技巧

8.1 求解模式的区别

8.2 关于求解的设置

8.3 HFSS建模规则

8.4 HFSS建模需知

参考文献

本书主要讲解在HFSS中建立微波电路分析和天线仿真分析，然后简要讲述HFSS在信号完整性分析和电磁兼容中的应用。微波电路分析的类型包括魔T、微带低通滤波器、SIR微带带通滤波器、微带带阻滤波器、介质谐振器、微带耦合器等。天线仿真分析的类型包括对称振子天线、喇叭天线、贴片天线、测试吸收率装置和端射波导天线阵。在信号完整性分析中的应用包括低压差分信号差分线模型和非理性接地面模型。在电磁兼容中的应用包括屏蔽体模型和散热片模型。
　　本书编写时参考了大量的资料，同时还结合作者大量实际分析案例进行讲解，层层深入到HFSS的高级应用。全书编写时，采用大量的图片，方便读者更快的掌握HFSS的使用方法，本书的光盘配套有全书的所有例子，方便读者学习。
　　本书适合有志于从事微波、天线设计工作的读者使用，可作为初学HFSS的入门教材。

本书共分8章，主要讲解了在HFSS中建立微波电路分析和天线仿真分析，简要讲述了HFSS在信号完整性分析和电磁兼容中的应用。
　　本书在编写过程中参考了大量的国内外资料，并且融合了作者在电子科技大学大量的实际研发经验，结合大量实际分析案例来讲解，层层深入到HFSS的高级应用，以求最大限度地为读者提供实用的HFSS教程，帮助读者快速掌握HFSS电磁分析技术。