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特色功能

高頻求解工具箱

ANSYS HFSS是行業(yè)標準的電磁仿真工具，特別針對射頻、微波以及信號完整性設(shè)計領(lǐng)域，是分析任何基于電磁場、電流或電壓工作的物理結(jié)構(gòu)的絕佳工具。

作為基于頻域有限元技術(shù)的三維全波電磁場求解器，HFSS可提取散射參數(shù)，顯示三維電磁場圖，生成遠場輻射方向圖，以及提供ANSYS的全波SPICE模型，該模型可用在ANSYS Designer和其他信號完整性分析工具中。


射頻與微波

長久以來，HFSS一直被射頻和微波工程師用來設(shè)計通信系統(tǒng)，雷達系統(tǒng)，衛(wèi)星，智能手機和平板設(shè)備中的高頻組件。該技術(shù)實現(xiàn)了很高的仿真精度，解決了多方面的射頻和微波工程中的挑戰(zhàn)性問題，而這些都大大受益于自動網(wǎng)格剖分功能。最終的結(jié)果是實現(xiàn)了理想的求解精度和求解時間。


信號完整性

使用HFSS，工程師可以輕松地設(shè)計并評估連接器，傳輸線及印刷電路板（PCB）上的過孔，計算服務(wù)器及存儲設(shè)備中使用的高速元件，多媒體電腦，娛樂系統(tǒng)和電信系統(tǒng)中的信號完整性和電磁干擾性能。千秋各地工程師團隊幾乎都在利用ANSYS的工具給他們的設(shè)計帶來競爭優(yōu)勢。





按需求解（SoD）技術(shù)

如果用戶不熟悉在HFSS中的三維建模，創(chuàng)建一個完整且可求解的三維模型將非常復(fù)雜而又費時：該過程包括設(shè)置源位置或激勵方式，定義求解空間及邊界，以及求解頻率掃描范圍等。

按需求解技術(shù)使用戶直接從直觀的，層疊式ANSYS Designer界面使用HFSS求解器。這個接口可方便工程師在一個更熟悉的二維布線建模環(huán)境下實現(xiàn)三維HFSS的仿真精度和可靠性。比如，用戶也可以從他熟悉的工具Cadence ECAD環(huán)境啟用按需求解功能。

HFSS的按需求解對電磁模型的ECAD導(dǎo)入，畫圖和參數(shù)化等功能進行了優(yōu)化。它支持傳統(tǒng)的ECAD原型，如過孔焊盤，走線，引線結(jié)合和焊球。由于模型被修改后只需優(yōu)化模型某一特定部分，如過渡組件，連接器或無源器件在印刷電路板上的芯片或封裝過程，按需求解技術(shù)將具有顯著優(yōu)勢。






先進的求解選項

在成熟的有限元方法基礎(chǔ)上，HFSS還提供了多種先進的求解技術(shù)。通過混合求解技術(shù)實現(xiàn)更高效率的電磁場計算并保持精度，在大多數(shù)情況下，可在鏈接工程中通過混合求解技術(shù)收益。

積分方程（IE）和有限單元邊界積分法（FE-BI）

積分方程（IE）求解器是求解大型導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的輻射、散射問題的有效補充工具，它采用矩量法（MoM）和多層快速多極子（MLFMM）求解得到導(dǎo)體和介質(zhì)表面的電流分布。積分方程方法同樣采用與HFSS一致的界面，可與HFSS共享幾何，材料以及某些關(guān)鍵求解技術(shù)，如自動產(chǎn)生優(yōu)化網(wǎng)格的自適應(yīng)迭代技術(shù)。IE求解器采用自適應(yīng)交叉近似（ACA）方法結(jié)合迭代矩陣求解器減少內(nèi)存需求，使得用戶可將其應(yīng)用于大規(guī)模問題分析。




瞬態(tài)求解（Transient）
HFSS transient是一個基于間斷伽遼金時域算法（DGTD）和隱式有限元時域法（FETD）的三維全波瞬態(tài)/時域電磁場求解器?？捎萌魏纬Ｒ?guī)時域脈沖或余弦定義的脈沖信號激勵，該模塊可以很容易完成時域有關(guān)仿真分析，如時域反射阻抗（TDR）計算等。另外，可以求解短周期脈沖激勵問題，如探地雷達，經(jīng)典放電，電磁干擾及閃電等問題。該四面體有限元技術(shù)同樣基于HFSS所采用的自動網(wǎng)格剖分技術(shù)，該瞬態(tài)分析工具是HFSS這個傳統(tǒng)頻域分析工具的一個理想的補充。



物理光學(xué)（PO）
物理光學(xué)求解功能非常適合分析超電大結(jié)構(gòu)。PO可用來設(shè)計大型反射面天線，衛(wèi)星或其它天線載體平臺，如商用或軍用飛機。該算法求解非?？焖?，且占用計算資源極少，從而可快速洞察與大型電磁結(jié)構(gòu)有關(guān)的設(shè)計因素。



HPC求解大規(guī)模電磁仿真問題

區(qū)域分解法

區(qū)域分解方法（DDM）利用網(wǎng)絡(luò)計算機資源來仿真大規(guī)模問題。HFSS根據(jù)網(wǎng)格尺寸與可用的處理器/機器數(shù)目確定子域數(shù)據(jù)；DDM自動將有限元網(wǎng)格分解成一系列子域問題。每一個子域模型獨立求解，子域直接通過交互迭代完成整個過程的求解。這種網(wǎng)絡(luò)內(nèi)存訪問的過程擴展后可完成單個機器資源無法計算的大規(guī)模求解。此外，DDM可減少求解時間，降低總的內(nèi)存需求，在很多案例中通過額外的處理器可實現(xiàn)超線性的加速比。
 


譜區(qū)域分解法

通過譜區(qū)域分解法（SDM），可以將寬帶頻率掃描頻點分布到一定數(shù)目的處理器或者機器上。這種節(jié)約時間的方法自動將頻點分布到各個獨立的機器上去計算，完成后重新收集得到整個頻率的數(shù)據(jù)。這種獨特的方法顯著縮短了獲得高精度寬帶散射參數(shù)所需要的仿真時間。

分布式計算

分布式計算選項（DSO）可分配參數(shù)掃描，以完成幾何形狀，材料，邊界和激勵等條件變化的設(shè)計探索。該選項模塊可將多個預(yù)先定義的參數(shù)設(shè)計組合分配在不同的計算機上，完成每個設(shè)計實例的分析。DSO顯著加快給定設(shè)計任務(wù)的參數(shù)掃描和設(shè)計優(yōu)化，提供了高水平的分布式仿真的計算性能及并行化。

 


多處理器選項

多處理器（MP）技術(shù)采用單個共享內(nèi)存機器上多個核心并行完成HFSS有限元或積分方程求解的功能。MP可用來加速求解過程的某些部分——如矩陣分解，剖分網(wǎng)格和場恢復(fù)——從而使得總的求解時間更短。


有限大陣列仿真（fDDM）

有限大陣列仿真功能利用區(qū)域分解法以及陣列的重復(fù)性，高效且全面的分析得到有限大陣列的特性。利用這個功能，可以考慮所有單元之間的相互耦合作用，以及陣列的邊緣效應(yīng)。有限大陣列仿真方法需要極少的計算資源，所以可在很短的時間內(nèi)完成有限大陣列仿真。


HFSS采用多處理器，分布式計算及HPC技術(shù)利用了現(xiàn)代計算硬件的優(yōu)勢。