Ansys HFSS：用于射频和无线设计的三维电磁场仿真工具

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发布于2022-12-20

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Ansys HFSS是一款用于设计和模拟高频电子产品（如天线、天线阵列、射频或微波元件、高速互连、滤波器、连接器、IC封装和印刷电路板）的三维电磁场仿真软件。世界各地的工程师使用Ansys HFSS设计通信系统、雷达系统、高级驾驶辅助系统(ADAS)、卫星、物联网(IOT)产品和其他高速射频产品中的高速高频设备。

HFSS采用多个求解器和直观的图形用户界面，为您提供无与伦比的性能，帮助您深入洞察所有三维电磁问题。通过与Ansys的热、结构和流体动力学工具集成，HFSS能为电子产品提供强大而完整的多物理场分析，可确保其热和结构的可靠性。由于其自适应网格技术和复杂的求解器，HFSS在解决三维电磁挑战方面达到黄金标准精度和可靠性，其模拟过程均可通过高性能计算(HPC)技术加速求解。

Ansys HFSS仿真套件由一套综合解决方案组成，解决各种电磁问题，从无源IC组件到超大规模的电磁分析（如ADAS系统的汽车雷达场景）。它可靠的自适应网格优化，让您专注于设计，而不是花时间定义和创建最佳网格。这种自动化带来的精度保证将HFSS与其他需要用户手动控制和选择多种求解方法的电磁仿真软件区分开来，其他软件需要用户干预以确保生成的网格适用且准确。

Ansys HFSS基于物理问题定义计算网格，而非基于计算网格定义物理问题。Ansys HFSS是研发和虚拟原型设计的首选电磁场工具。利用Ansys HFSS可帮助用户缩短设计周期，提高产品的可靠性和性能，从而击败竞争对手，占领市场。

软件使用环境 (MCAD，Layout)

HFSS软件经过多个版本的更迭，不断创新，整合集成使用环境，形成了单一电子桌面使用环境下，无缝集成了三维界面，层叠界面，以及原理图界面三种不同的使用界面，相互之间保持设计的相对独立而又相互协同，统一在协作式仿真设计环境AEDT中。

不管是何种用户界面, 工程师们都在使用参数化建模帮助设计，都可以使用相同的FEM场求解器，采用自适应网格技术及精确的求解技术，从而保持HFSS一贯的高效率和高精度特点，兼顾了来自不同设计环境背景的用户使用习惯和效率需求。

软件使用流程（建模-求解-后处理-优化）

基于HFSS的工程设计大体分为四步：建模、仿真、后处理及扫频与优化设计。

在建模阶段，设计者既可以应用HFSS中三维建模器进行建模，也可以从其它MCAD或PCB layout工具中导入结构模型，或者利用Antenna Toolkit直接生成天线仿真模型。HFSS的三维实体建模器可方便地用于创建波导、天线、连接器、封装等三维模型，并支持全参数化建模。

在仿真阶段，HFSS独有的自适应求解技术使仿真问题从初始网格剖分到自适应求解及扫频都由软件自动完成。这一自动化的仿真流程既降低了使用仿真工具的难度、同时也确保了仿真结果的一致性，大大减少了设计者的工作量，并且降低了对其设计经验的要求。

天线设计辅助工具

Antenna Toolkit是一款基于ACT技术天线辅助设计工具，可提供强大的天线设计综合能力，针对包括偶极子天线、贴片天线、角锥天线、平面螺旋天线、锥形螺旋天线、Vivaldi天线、对数周期天线、PIFA天线、波导天线、蝶形天线、双锥天线、盘锥天线、反射面天线，阵列天线等在内的几十种常用天线，在给定其工作频率或频带范围之后，快速地综合出天线相应的物理尺寸参数，自动实现建模、端口/边界条件定义、求解设置、生成后处理报告等各项功能。