HFSS的数据后处理
HFSS具有强大而灵活的数据后处理功能,使用HFSS进行电磁问题的求解分析过程中以及完成求解分析后,利用数据后处理功能能够直观地给出问题的各种求解信息和求解结果。
求解信息数据
这些数据主要有计算时间和占用内存等总体信息(Profile)、收敛收据(Convergence)、计算参数矩阵(Matric Data)以及网络剖分统计信息(Mesh Statistics)等,对于本征模求解类型,还可以显示本征频率和品质因数Q
HFSS>>Results>>Solution Data命令,或者右键单击工程树Results节点,从弹出菜单中选择Solution Data命令,可以打开求解信息显示对话框,显示各种求解信息。
数值结果(Results)
显示结果
HFSS后处理模块能以多种方式来显示分析数值结果。
Rectangular Plot:
直角坐标系图形显示
Rectangular Stacked Plot:
同一窗口中以多个直角坐标系图形显示结果
Polar Plot:
极坐标图形显示
Data Table:
数据列表显示
Smith Chart:
史密斯圆图显示
3D Rectangular Plot:
三维直角坐标系
Radiation Pattern:
辐射方向图
![](/assets/blank.gif)
参数类型:
模式驱动求解
Output Variables:用户自定义的输出变量;S Parameter:散射参数;Y Parameter:导纳参数;Z Parameter:阻抗参数;VSWR:电压驻波比;Gamma:传播常数;Port :端口特征阻抗;Active S Parameter;Active Y Parameter;Active Z Parameter;Activa VSWR;
终端驱动求解
Output Variables:用户自定义的输出变量;S Parameter:散射参数;Y Parameter:导纳参数;Z Parameter:阻抗参数;Power:功率;Voltage Transform matric:电压传输矩阵;Terminal Port :端口特征阻抗;Active S Parameter;Active Y Parameter;Active Z Parameter;Activa VSWR;
本征模求解
数据后处理结果中也只显示本征模相关参数,如谐振频率,谐振模式,品质因数Q。
Active S参数:
S参数是建立在入射波、反射波关系基础上的网络参数,以器件端口的反射信号以及从该端口传向另一端口的信号来描述电路网络。传统意义上的S参数,第m个端口回拨损耗的定义是基于其他端口都是匹配的这一条件下的,因此
的定义并没有考虑其他端口的耦合效应。Active S参数在定义第m个端口回拨损耗
时充分考虑了其他端口的耦合分量。对于N端口网络来书,假设使用
表示第k个端口的入射波。Active
的定义如下:
输出变量
HFSS在分析计算和数据后处理过程中,除了能够计算、处理系统内建的参数外,还能够计算、处理用户自定义的输出变量;
右键单击工程树下的Results节点,从弹出菜单中单击Output Variables命令
场分布图(Filed Overlays)
电场E
Mag_E:电场幅度瞬时值
ComplexMag_E:电场幅度有效值
Vector_E:电场矢量
磁场H
Mag_H:磁场幅度瞬时值
ComplexMag_H:磁场幅度有效值
Vector_H:磁场矢量
电流密度J
Mag_Jvol:体电流密度瞬时值
ComplexMag_Jvol:体电流密度有效值
Vector_Jvol:体电流密度矢量
Mag_Jsurf:面电流密度瞬时值
ComplexMag_Jsurf:面电流密度有效值
Vector_Jsurf:面电流密度矢量
其他
Vector_RealPoynting:坡印廷矢量
Local_SAR和Average_SAR:局部SAR值和平均SAR值
辐射场(Radiation)和天线性能参数
天线方向图
天线的辐射场在固定距离上随球坐标系的角坐标、
分布的图形被成为天线的辐射方向图,简称方向图;方向图通常是在远区场确定的。用辐射场强表示的方向图称为场强方向图,用辐射功率密度表示的方向图成为功率方向图。
天线方向图应是三维空间的立体图,但在计算机辅助设计普及之前,三维空间的方向绘制复杂,工程上常用共两个相互垂直的主平面上的方向图表示。
天线性能参数
Incident Power:输入功率
HFSS中输入功率是值定义的端口激励功率
Acceptabel Power:净输入功率
净输入功率是指实际流入天线端口的输入功率,如果分别使用和
表示净输入功率和输入功率,对于只有一个传输模式的端口天线,有
Radiated Power:辐射功率
辐射功率是指经由天线辐射到自由空间里的电磁能量,天线的辐射功率可以用坡印廷矢量的曲面积分来计算
Radiation Efficiency:辐射效率
辐射效率是辐射功率和净输入功率的比值
Max U:最大辐射强度
辐射强度U是指每单位立体角内天线辐射出的功率
Max U是辐射强度的最大值
Peak Directivity:方向性系数
天线的方向性系数是指在相同辐射功率和相同距离的情况下,天线在最大辐射方向上的辐射功率目睹与无方向性天线在该方向上的辐射功率密度的比值
Gain:天线增益
天线的增益是指在相同的净输入功率和相同距离的情况下,天线在最大辐射方向上的辐射功率密度与无方向性天线在该方向上的辐射功率密度之比
Peak Realized Gain:最大实际增益
天线的实际增益是指在相同输入功率和相同距离的情况下,天线在最大辐射方向上的辐射功率密度与无方向性天线在该方向上的辐射功率密度的比值
Front to back Ration:前后向比
又称为轴比(Axis Ratio),指方向图中前后瓣的最大比值,代表天线的极化程度
天线阵的处理
理论分析结果表明,由于天线单元构成的天线阵的方向图等于单个天线单元的方向图与阵因子的乘积。其中,阵因子取决于天线单元之间的振幅、香味差和相对位置,与天线的类型、尺寸无关;在HFSS中,用户可以自定义天线阵的阵元排列结构和激励方式,然而通过仿真分析单个天线单元的方向图等天线参数和阵因子来仿真整个天线阵列的方向图等天线参数。HFSS支持两种天线阵列类型:规则排列的均匀天线阵列(Regular Uniform Array)和用户自定义阵列(Custorm Array)。
用户自定义阵列
用户自定义阵列允许用户使用文本文件自定义阵因子信息没然后导入到HFSS软件中,HFSS根据阵因子计算式计算出阵因子。用户自定义阵列允许更大的灵活性,可以构造出天线阵元在空间任意分布的天线阵列。自定义阵因子的文本文件的格式如下:
N
z_1 y_1 z_1 A_1 P_1
z_2 y_2 z_2 A_2 P_2
z_n y_n z_n A_n P_n
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