Обратная связь
Пользователи ANSYS/CADFEM CADFEM Facebook CADFEM Facebook CADFEM Linkedin CADFEM Instagram
Инженерный анализ — это больше, чем программное обеспечение®

ANSYS HFSS

Вы находитесь здесь:  Продукты  ›  ANSYS  ›  Электромагнетизм  ›  ANSYS HFSS

Электродинамическое моделирование в ANSYS HFSS

ANSYS HFSS является отраслевым стандартом программного обеспечения для численного электродинамического моделирования. Базовым алгоритмом в HFSS является метод конечных элементов (МКЭ) в трехмерной постановке, реализованный в частотной области для расчета поведения электромагнитных полей на произвольной геометрии с заданными свойствами материалов.

В ANSYS HFSS имеется возможность:

  • извлечь матричные параметры СВЧ структуры (S, Y, Z – матрицы);
  • рассчитать коэффициент стоячей волны (КСВ);
  • получить параметры излучения и рассеяния (диаграммы направленности, коэффициенты направленного действия, реализуемое усиление антенн, ЭПР, и т.п.);
  • отобразить в 3D распределение токов, векторов плотности потока мощности, распределений электромагнитных полей (в ближней и дальней зонах);
  • сгенерировать полноволновую SPICE-модель пассивного изделия для передачи в программы SPICE-класса или во встроенный схемный редактор (ANSYS Designer) для последующего анализа схем и систем, как низкочастотного диапазона, так высокоскоростных и СВЧ конструкций.

Помимо МКЭ, ANSYS HFSS обладает целым набором численных методов в частотной и во временной областях, использующих поверхностные и объемные сетки. Для ускорения вычислений возможно применение технологий HPC.

Расчет СВЧ фильтров на диэлектрических резонаторах

Интеграция ANSYS HFSS с другими продуктами ANSYS позволяет осуществить многодисциплинарный анализ фильтров и других фидерных элементов. Также можно получить точные характеристики с учетом термодеформаций и зависимости диэлектрической проницаемости от температуры.

Расчет ЭПР летательных аппаратов

Для задач рассеяния на больших объектах наиболее эффективно применение решателя, использующего метод интегральных уравнений. В зависимости от электрических размеров и требуемой точности решения, возможно применение различных реализаций данного метода: адаптивная кросс аппроксимация (ACA) и многоуровневый метод быстрых мультиполей (MLFMM), а так же асимптотический метод физической оптики (PO).

 

Расчет характеристик печатных плат с расположенными на них непланарными компонентами

ANSYS HFSS содержит библиотеки трехмерных компонентов, которые могут быть дополнены пользователем. Помимо этого, данные компоненты могут быть отредактированы и защищены паролем. Особенностью данных компонентов при проведении оптимизационных расчетов является сборочная сетка, которая строится один раз и используется при дальнейших итерациях, позволяя существенно сократить время расчета.

Анализ многолучевых рефлекторных антенн

Одной из уникальных технологий, используемых в ANSYS HFSS, является гибридный метод расчета, комбинирующий метод конечных элементов (МКЭ) и интегральных уравнений (ИУ). Данный метод позволяет разбивать задачу на подобласти, которые могут быть просчитаны с помощью метода конечных элементов, интегральных уравнений и физической оптики. В приведенном примере облучатель относится к области МКЭ, а рефлектор – к области ИУ.

 

Моделирование попадания разряда молнии

Нестационарные задачи, такие как попадание разряда молнии, электростатический разряд и др., решаются в ANSYS HFSS с применением специализированного решателя, работающего во временной области. В зависимости от детализации геометрии и электрического размера может быть задействован разрывной метод Галеркина во времени и неявный метод конечных элементов во временной области.

Расчет антенных систем РЛС (ДОС + ФАР)

В состав ANSYS HFSS входит редактор схем, используя который можно рассчитывать большие схемы и системы. В зависимости от требуемого уровня точности, возможно одновременное применение как библиотечных компонентов, так и компонентов, предварительно рассчитанных в ANSYS HFSS. Это позволяет анализировать целые системы с трехмерной точностью.

Дополнительные опции ANSYS HFSS

ANSYS HFSS-IE – модуль, используемый для расчетов методом моментов (MM), эффективен при решении задач с открытой границей. Предназначен для решения задач излучения и рассеяния электромагнитных волн на электрически больших, преимущественно проводящих структурах. При решении задач можно использовать метод адаптивной кросс-аппроксимации (ACA) и многоуровневый метод быстрых мультиполей (MLFMM). В состав модуля входит решатель, использующий асимптотические приближения физической оптики и решающий сверхбольшие (относительно длины волны) задачи. При использовании данного модуля совместно с ANSYS HFSS становится возможным применение гибридного метода МКЭ + ММ, что позволяет решать электрически большие задачи со сложной геометрией и материалами.

ANSYS HFSS-TR – модуль, предназначенный для расчетов во временной области. Для моделирования используется разрывный метод Галеркина (DGTD), применяемый для решения нестационарных задач во временной области. Область применения: рефлектометрия, визуализация переходных процессов электромагнитного поля, ЭМС/ЭМП, проектирование импульсных радиолокаторов, расчет импульсных ЭПР и т.д. Кроме того, для расчета используется неявный метод конечных элементов во временной области (Implicit FETD), особенно эффективный для электрически небольших задач, в частности, для расчета разрядов молний и электростатических разрядов.

ANSYS RF Option – модуль схемного анализа электрических цепей и систем ВЧ/СВЧ диапазона. С его помощью разработчик может провести сквозной анализ на различных уровнях проектирования радиоэлектронной аппаратуры, а также использовать в расчетах данные из других пакетов ВЧ электромагнитной линейки ANSYS (HFSS, SIwave, Q3D Extractor). Данный модуль дает возможность провести анализ цепей по постоянному и пере¬мен¬ному току, расчет в режиме малого сигнала, нелинейный анализ методом гармонического баланса, моделирование огибающей и многое другое. Модуль поддерживает использование Spice-моделей и включает инструменты Smith Tool, TRL Utilities и Filter Synthesis.

ANSYS SI Option также является модулем для схемного анализа электрических цепей и систем и предназначен для расчета целостности сигнала при разработке высокоскоростных систем. Благодаря применению ANSYS SI Option существует возможность использовать в расчетах данные из других пакетов ВЧ электромагнитной линейки ANSYS и задействовать внешний решатель HSPICE. Данный модуль позволяет провести анализ цепей по постоянному и переменному току, расчет в режиме малого сигнала, анализ цепей во временной области, моделирование переходных характеристик. Модуль содержит инструменты анализа глазковых диаграмм и алгоритмы быстрой свертки и поддерживает использование Spice, IBIS и IBIS-AMI моделей. В своем составе ANSYS SI Option имеет инструменты Smith Tool, TRL Utilities и Filter Synthesis

ANSYS Electronics HPC – специализированные опции, позволяющие проводить высокопроизводительные вычисления с распараллеливанием решаемых задач на многоядерных компьютерах (серверах, кластерах), а также задействовать вычислительный ресурс GPU. В зависимости от нужд конкретного пользователя, разделяются на типы Pack и Pool, а также по количеству ядер процессоров, применяемых в расчете.

ANSYS Optimetrics – универсальный модуль для всех программ Electromagnetics Suite, предназначенный для параметрического, оптимизационного, статистического анализов, а также для анализа чувствительности и расчета, использующего аналитические производные. Применяя возможности оптимизации, инженер может параметризировать форму объектов, их расположение, свойства материала, параметры источников и граничных условий, а также настройки решателя.

ANSYS Distributed Solve (DSO) – опция, позволяющая задействовать распределенные вычисления, и предназначенная для решения многопараметрической задачи путем ее разделения на несколько потоков по количеству подключенных лицензий DSO.

ANSYS ALinks for MCAD позволяет экспортировать модели из сторонних CAD-систем в программные продукты ANSYS Electromagnetics Suite.

ANSYS ALinks for EDA позволяет экспортировать модели из сторонних ECAD-систем в программные продукты ANSYS Electromagnetics Suite.