IE和FEBI求解器詳解及對比

在最新的HFSS2015里面，HFSS總共有五種算法求解器，如下圖：

HFSS-IE求解器綜述：

HFSS-IE的全稱是積分方程法求解器，它是一個基于全波積分方程的電磁場求解器，該求解器采用的是面網(wǎng)格，求解的導(dǎo)體和介質(zhì)模型表面的電流，由于HFSS-IE不需要另外繪制空氣盒子并對其劃分網(wǎng)格和計算，因此可以高效求解開發(fā)空間的輻射和散射問題，特別適合于計算大尺寸的開放域問題。HFSS-IE求解器的主要特點如下：

支持無限大地平面設(shè)定；

無需另外設(shè)定吸收邊界條件；

參考地可以使用鏤空圖形；

支持單點離散掃頻和插值掃頻；

支持HFSS場到場鏈接。

IE求解器在電大尺寸結(jié)構(gòu)方面與FEM求解器的求解效率對比如下圖：

?

由上圖可以看到，IE求解器在求解電大尺寸的開發(fā)問題時相比FEM求解器在求解效率上有很明顯的提升。因此IE求解器非常適合用于飛機、艦船的RCS分析，天線布局，反射面天線分析等。

HFSS-IE求解器使用指南：

1.新建一個Project文件并添加HFSS-IE Design：

?

?

2.模型參數(shù)化建模。注意，HFSS-IE里面是不需要單獨繪制Air Box的！

除了不需要繪制Air Box意外，HFSS-IE里面沒有Curvilinear的網(wǎng)格類型，所以曲面會按照Surface Approximation選項中的設(shè)置采用多段折線的方式來進行逼近迭代。此外，HFSS-IE只支持各向同性的材料，并且不支持鐵氧體材料。

3.給材料賦值及邊界條件：

HFSS-IE里面支持的邊界條件如下圖：

?

?

由上圖可以看到，HFSS-IE的邊界條件類型比較少，其中Infinite Ground Plane的邊界條件必須設(shè)置和X-Y平面平行，通過Z Location選項可以調(diào)節(jié)其在Z軸方向的具體位置。此外，Infinite Ground Plane邊界條件上可以通過設(shè)置Aperture邊界條件來實現(xiàn)類似金屬上開孔的效果。 特別注意的是，HFSS-IE的Select Material選項中只能選擇金屬材料（如銅、理想導(dǎo)體等）。

?

4.設(shè)置端口和激勵：

HFSS-IE里面的激勵只能設(shè)置成Terminal Lumped Gap Port和Incident Wave兩種，具體設(shè)置方法與HFSS主界面一致。通過設(shè)置Incident Wave端口，可以利用Data Link將HFSS中計算得到的遠(yuǎn)場和近場輻射數(shù)據(jù)作為激勵源鏈接到HFSS-IE當(dāng)中，實現(xiàn)場到場的協(xié)同分析，如下圖：

?

5.設(shè)置求解條件：

HFSS-IE的求解設(shè)置界面與HFSS基本相同，只是少了一些選項，如下圖：

需要注意的是，HFSS-IE不支持快速掃頻方式，在進行表格網(wǎng)格剖分時，HFSS-IE將考慮到波長細(xì)分參數(shù)（Lambda Refinement），對于介質(zhì)的表面，對應(yīng)于電磁波在該介質(zhì)中的波長；對于導(dǎo)體而言，則對應(yīng)于電磁波在周圍傳播媒質(zhì)中的波長。