HFSS和MATLAB的联合仿真研究+程序(3)

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不过由于使用矩阵实验室（MATLAB）与高频结构电磁场仿真软件（HFSS）进行联合仿真需要用户具备一定的程序读写能力，同时还要熟悉高频结构电磁场仿真软件（HFSS），所以目前在国内外对这种联合仿真进行研究的人还不是很多。

1.2论文内容安排

第一章主要给出了论文的研究背景、目的以及该技术的研究现状，同时提出对论文内容的安排。

第二章主要给出了高频结构电磁场仿真软件（HFSS）和矩阵实验室（MATLAB）的一些基本工作原理，本章的内容为进一步研究联合仿真提供了理论依据。

第三章主要对联合仿真进行介绍，简要介绍重要的Hfss-Matlab-Api数据包。

第四章主要给出和分析了利用联合仿真进行200MHZ半波偶极子天线的设计以及得出的设计结果。

第五章为简要介绍联合仿真在其他微波器件设计中的应用。

2 高频结构电磁场仿真软件（HFSS）和矩阵实验室（MATLAB）

2.1 高频结构电磁场仿真软件（HFSS）

美国Ansoft公司开发HFSS是为了全波三维电磁仿真，HFSS采用有限元法进行分析，计算结果还是比较可靠准确的，是国际上作为三维电磁仿真的第一选择。

HFSS的操作界面直观简洁，设计流程上也实现了自动化的，学习和操作它都很简单。HFSS仿真结果的准确是依靠成熟的自适应网格剖析技术来进行保证的。在使用HFSS时，我们只需要创建或导入设计模型，同时对设计对象的材料的属性和其边界条件及其激励等参数进行指定，同时要定义一个准确的求解设置，HFSS便可以输出用户所需要的设计结果[1]。

HFSS精确的场仿真器让其拥有强大的电性能分析能力和后处理功能。使用HFSS，可以提供高精度的仿真结果，由于电子设备的性能取决于电磁（EM）行为，所以早在任何原型被建造之前你需要一个快速，准确的关于您的设计将如何在现实世界中实现的记录。HFSS仿真结果会让你充满信心：该技术能通过最少的人工干预提供近乎最准确的答案。作为3-D全波电磁场仿真的参考标准模拟工具，HFSS在现代电子设备的高频率和高速器件的设计中至关重要。了解电磁环境对于准确地预测一个组件或子系统，系统或最终产品在该工作区域如何执行，或它是如何影响附近的其他部件的性能的是至关重要的。 HFSS可应用于所有EM的问题，包括反射，衰减，辐射造成的损失和耦合。HFSS 背后的力量在于数学中的有限元方法（FEM）和完整成熟、自动自适应网格技术。这提供了一个具有共形的三维结构和适当于您当前处理的电磁问题的网格。在HFSS中，文献综述是物理定义网格；而不是网格定义物理。因此，您可以专注于设计问题而不是花费大量时间来确定和创建最佳网格。HFSS 得益于多项先进的求解技术，允许用户为任何模拟需要匹配相应的解算程序。每个求解程序是一个功能强大的、自动化的解决过程，在程序中由用户指定几何形状、材料属性和所需的解决方案频率范围。基于此输入，HFSS自动生成最合适的，高效，准确的模拟网格，从而得到最高的保真度的解决方案。HFSS能产生对你的工程设计至关重要的结果。典型的结果包括散射参数（S，Y，Z），三维可视化电磁领域（瞬态或稳态），传输路径损耗，反射损耗由于阻抗不匹配，寄生耦合，和近、远场天线模式。程师们可以充满信心的使用HFSS，因为他们知道无论进行的是哪种EM仿真，他们都能够实现精确的解决方案集。为了解决最苛刻的高频率模拟，所有的HFSS求解程序都配备了高性能计算（HPC）选项，包括域分解和分布式处理。HPC减少计算时间，并充分利用现有的计算机资源能去更迅速地解决非常大的模拟。