Ansoft HFSS基础及应用PDF电子书下载

第1章　微波理论和工程的基础知识 1

1.1　电磁场的基本理论 1

1.1.1　麦克斯韦方程组 1

1.1.2　时谐场的麦克斯韦方程组 2

1.1.3　波动方程及其边界条件 2

1.2　微波工程中的网络方法 3

1.2.1　微波传输线理论 3

1.2.2　微波网络及其S参数 5

1.3　微波工程中的外场问题 6

1.3.1　电磁波的传播 6

1.3.2　天线的分析和设计 8

1.3.3　电磁散射 10

1.4　微波工程中的内场问题 10

1.4.1　导波结构 10

1.4.2　微波谐振器 14

1.4.3　微波无源元件 17

1.5　微波系统的电磁兼容问题 21

1.6　微波工程领域的前沿和热点 22

第2章 微波工程问题的有限元数值计算方法 23

2.1　微波工程问题的分析方法 23

2.2　微波工程问题的数值分析方法 24

2.2.1　加权残数法的概念 24

2.2.2　基于加权残数法的矩量法和有限元方法简介 25

2.2.3　差分法原理 26

2.2.4　基于差分法的时域有限差分法 27

2.3　有限元方法的基本原理 27

2.3.1　有限元方法的原理 28

2.3.2　三维时谐场有限元问题 31

2.3.3　有限元方程组的求解 35

2.4　电磁内问题和外问题的不同处理 37

第3章 Ansoft HFSS使用介绍 38

3.1　工作环境介绍 38

3.1.1　菜单栏 38

3.1.2　工具栏 47

3.1.3　状态栏 47

3.1.4　工程管理窗口 47

3.1.5　特性窗口 47

3.1.6　进度窗口 47

3.1.7　信息管理窗口 47

3.1.8　3D模型窗口 48

3.2　建立HFSS工程的一般过程 48

第4章　Ansoft HFSS软件的计算原理 51

4.1　剖分网格的生成 51

4.1.1　手动设置网格 52

4.1.2　表面近似设置 53

4.1.3　引线的剖分处理 54

4.2　HFSS的基本求解过程 55

4.2.1　输入输出端口的处理 55

4.2.2　自适应分析过程 57

4.2.3　单个频率的解和扫频解 59

4.2.4　HFSS中求解方法的类型 60

4.2.5　电磁场矢量的求解 61

4.3　HFSS中S参数的定义和求解 62

4.3.1　归一化S参数 62

4.3.2　特性阻抗的计算 63

4.3.3　阻抗乘法器的使用 64

4.3.4　S矩阵的计算 64

4.3.5　Z矩阵的计算 65

4.3.6　Y矩阵的计算 65

4.4　端口传输线参数的计算 65

4.4.1　复传播常数的计算 65

4.4.2　等效波长的计算 65

4.4.3　相对介电常数的计算 66

4.4.4　S矩阵的延伸 66

4.5　HFSS中辐射问题的求解 66

4.5.1　HFSS中辐射问题的计算方法 66

4.5.2　球坐标系下辐射计算的处理 67

4.5.3　天线阵列的计算方法 69

4.5.4　天线参数的计算 72

4.6　HFSS中的边界条件 76

4.6.1　理想导体边界 76

4.6.2　阻抗边界 76

4.6.3　辐射边界 77

4.6.4　理想匹配层 77

4.6.5　有限导体边界 79

4.6.6　对称边界 79

4.6.7　主从边界 80

4.6.8　集总RLC边界 81

4.6.9　分层阻抗边界 82

4.6.10　无限大地平面 82

4.6.11　频率相关的边界和激励 83

4.6.12　HFSS中的默认边界分配 83

4.7　HFSS中的激励设置 83

4.7.1　波端口激励 84

4.7.2　集总端口激励 84

4.7.3　差分对激励 85

4.7.4　磁偏置源激励 87

4.7.5　照射波激励 88

4.8　HFSS中的材料设置 88

4.8.1　相对磁导率 88

4.8.2　相对介电常数 88

4.8.3　电导率 89

4.8.4　介质损耗角正切 89

4.8.5　磁损耗角正切 89

4.8.6　各向异性材料 89

4.9　HFSS提供的优化计算功能 92

4.9.1　优化方法的选择 93

4.9.2　优化变量和设计空间 93

4.9.3　目标函数 93

4.9.4　线性约束 94

4.9.5　目标权值 94

4.9.6　优化计算中的步长 94

4.9.7　敏感性分析 95

4.9.8　调谐分析 95

第5章　工程实例 96

5.1　微波无源元件 96

5.1.1　滤波器的基本响应 96

5.1.2　交叉耦合滤波器设计 100

5.1.3　源－负载耦合的交叉耦合滤波器的设计 110

5.1.4　其他微波无源元件 121

5.2　微波天线设计 133

5.2.1　对称振子 133

5.2.2　双模圆锥喇叭 143

5.2.3　微带天线 151

5.2.4　波导缝隙阵 161

5.3　信号完整性设计 172

5.3.1　低压差分信号对 173

5.3.2　非理想平板 192

5.4　电磁兼容问题研究 215

5.4.1　问题简介 215

5.4.2　工程实例 218

5.4.3　通信系统耦合度定义及其微波网络模型 227

参考文献 230