與ANSYS Workbench 集合
HFSS 的高性能及高準確性也可通過 ANSYSWorkbench 平臺調用,該工具通過一個以用戶為中心的界面直接與企業級結構 CAD 工具鏈接,從而實現多物理場仿真。采用此功能,用戶可分析將 HFSS 仿真結果作為輸入條件的熱及流體分析問題。另外,用戶可以對 HFSS 建立的模型實現企業級共享。結構,熱和流體工程師可以使用 HFSS 的結果以完成各自需要的仿真。
射頻與微波
長久以來,HFSS 一直被射頻和微波工程師用來設計通信系統,雷達系統,衛星,智能手機和平板設備中的高頻組件。該技術實現了很高的仿真精度,解決了多方面的射頻和微波工程中的挑戰性問題,而這些都大大受益于自動網格剖分功能。最終的結果是實現了最高的求解精度和最佳的求解時間。
信號完整性
使用 HFSS,工程師可以輕松地設計并評估連接器,傳輸線及印刷電路板(PCB)上的過孔,計算服務器及存儲設備中使用的高速元件,多媒體電腦,娛樂系統和電信系統中的信號完整性和電磁干擾性能。全球各地工程師團隊幾乎都在利用 ANSYS 的工具給他們的設計帶來競爭優勢。
按需求解
如果用戶不熟悉在 HFSS 中的三維建模,創建一個完整且可求解的三維模型將非常復雜而又費時:該過程包括設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。
按需求解技術使用戶直接從直觀的,層疊式Ansoft 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境下同樣實現三維 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 環境啟用按需求解功能。
HFSS 的按需求解對電磁模型的 ECAD 導入,畫圖和參數化等功能進行了優化。它支持傳統的 ECAD 原型,如過孔焊盤,走線,引線結合和焊球。由于模型被修改后只需優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,按需求解技術將具有顯著優勢。
在成熟的有限元方法基礎上,HFSS 還提供了多種先進的求解技術。通過混合求解技術實現更高效率的電磁場計算并保持精度,在大多數情況下,可在鏈接工程中通過混合求解技術受益。
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體結構的輻射、散射問題的有效補充工具,它采用矩量法(MoM)求解得到導體和介質表面的電流分布。積分方程方法同樣采用與 HFSS一致的界面,可與 HFSS 共享幾何,材料以及某些關鍵求解技術,如自動產生最優化網格的自適應迭代技術。IE 求解器采用自適應交叉近似(ACA)方法結合迭代矩陣求解器減少內存需求,使得用戶可將其應用于大規模問題分析。
IE 求解器附加選項亦可支持建立采用 FEM-IE 混合方法求解電磁問題的 HFSS 模型。有限單元邊界積分法(FE-BI)求解器直接將積分方程的開放邊界條件作為有限元的截斷邊界。
采用 HFSS 和 IE 附加選項,聯合兩種最好的強大技術:求解復雜幾何結構的有限元,加上直接自由空間格林函數求解的積分方程技術,從而得到精確的輻射和散射問題求解。天線設計工程師可實現遠場輻射方向圖的高精度要求,從而在電磁設計中更加得心應手。
HFSS-IE 允許共形輻射邊界,并可包含凹陷幾何結構,這在根本上減少了有限元區域的體積,從而顯著減少包含天線平臺的仿真規模。
瞬態求解(Transient)
HFSS transient 是一個基于間斷伽略金時域算法(DGTD)的三維全波瞬態 / 時域電磁場求解器。可用任何常規時域脈沖或預先定義的脈沖信號激勵,該模塊可以很容易完成時域有關仿真分析,如時域反射測量(TDR)計算等。另外,可以求解短周期脈沖激勵問題,如探地雷達,靜電放電,電磁干擾及閃電等問題。該四面體有限元技術同樣基于 HFSS 所采用的自動網格剖分技術,該瞬態分析工具是 HFSS 這個傳統頻域分析工具的一個理想的補充。
物理光學(PO)
物理光學求解功能非常適合分析超電大尺寸結構。PO 可用來設計大型反射面天線,衛星或其他天線載體平臺,如商用或軍用飛機。該算法求解非??焖伲艺加糜嬎阗Y源極少,從而可快速洞察與大型電磁結構有關的設計因素。
區域分解法
區域分解法方法(DDM)利用網絡計算機資源來仿真大規模問題。HFSS 根據網格尺寸與可用的處理器 / 機器數目確定最優的子域數目;DDM 自動將有限元網格分解成一系列子域問題。每一個子域模型獨立求解,子域之間通過交互迭代完成整個過程的求解。這種網絡內存訪問的過程擴展后可完成單個機器資源無法計算的大型模型求解。此外,DDM 可減少求解時間,降低總的內存需求,在很多案例中通過額外的處理器可實現超線性的加速比。
譜區域分解法
通過譜區域分解法(SDM),可以將寬帶頻率掃描頻點分布到一定數目的處理器或者機器上。這種節省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域的數據。這種獨特的方法顯著縮短了獲得高精度寬帶散射參數所需要的仿真時間。
分布式計算
分布式計算選項(DSO)可分配參數掃描,以完成幾何形狀,材料,邊界和激勵等條件變化時的設計探索。該選項模塊可將多個預先定義的參數設計組合分配在不同的計算機上,完成每個設計實例的分析。DSO 顯著加快給定設計任務的參數掃描和設計優化,提供了最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)技術采用單個共享內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,剖分網格和場恢復——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域分解法以及陣列的重復性,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。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完成有限大陣列仿真。
ANSYS HFSS 及相關電磁工具作為集成的多物理場分析環境的一部分,提供從深度到廣度的尖端功能,大量先進的功能及集成的多物理場仿真,為設計者提供可靠的反映實際的仿真結果。全方位的解決方案,提供了幾乎所有工程設計過程中涉及到的仿真問題的解決辦法。 全球各地的組織及企業信任ANSYS 產品可幫助他們實現產品設計要求。
設計分析和優化
為了了解設計性能,我們必須確定所有的設計參數的影響,這可使得為滿足性能要求 的 各 種 修 改 變 得 簡 單。HFSS 與 ANSYSDesignXplorer? 鏈接使我們更加深入的了解產品,了解設計變量和產品性能之間的關系。兩者間的相互關系可幫助執行六西格瑪分析的良率統計分析和實驗研究設計。
幾何模型和版圖接口
采用 AnsoftLinks 的 ECAD 工具接口,HFSS可以緊密與如 Cadence,Mentor Graphics,Synopsys,Altium 和 Zuken 等 公 司 的 布 局設計工具集成。使用 Ansoftlinks 的 MCAD工 具 接 口, 用 戶 可 以 直 接 導 入 CATIA,ProENGINEER,STEP 和 IGES 等 類 型 的文件格式。此外,ANSYS DesignModeler可輔助創建幾何 ; ANSYS 的 SpaceClaim 的Direct modeler 技術可直接生成模型供 HFSS使用。
多物理場與系統集成
與 ANSYS Workbench 平臺的集成可提供基于 HFSS 仿真結果為輸入條件的熱和流體分析。
此外,HFSS 集成了一個系統解決方案,涉及電路和元器件。用戶可使用 HFSS 做元器件級別的分析,再合并成一個完整電路。該過程形成一個唯一的系統仿真,系統性能依賴于物理模型。