xatbh
发表于 2006-5-19 22:25:00
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概述：
5 k4 X3 L) g/ Q9 x- R5 d1 e众所周知，HFSS里面的吸收边界条件有3个，分别是Radiation（ABC）、PML和FE-BI，那么这三个边界的应用有什么区别？应该怎么应用呢？今天小编在这里给大家好好分析一下。. C5 }9 u& {5 O4 Y9 N& n4 x6 C
' w% O/ I7 H/ [ q8 ] c* b
Radiation边界（ABC）：
) q) E) e- P3 i( K/ q8 b7 y— 计算天线等强辐射问题时，距离辐射体应当至少λ/4；/ t5 T ?1 S# j* r
— 对于弱辐射问题，仅考虑辐射损耗，不关心远场时，可以小于λ/4；2 B7 i# h6 z \- L9 r. W
— 在定义辐射边界条件的面上积分得到远场辐射方向图（默认），也可以自行定义计算远场时的积分面（建立Facelist)；
1 X+ O0 T: `0 v! r# K% t7 C— 辐射边界条件上的网格密度对于天线辐射特性的计算精度有影响；) P: q" O: y3 p; O! t1 M! W
— 辐射边界条件的吸收性能与入射角相关，入射角大于40 度时，吸收效果明显降低。
1 e% b) _) @! m$ n; w
( g: s6 N9 u- x2 vRadiation边界与入射角的关系如下图：/ o5 [5 k7 ^8 O: X# d$ S
( ~+ i* y% q; f
6 X' E7 J& I4 A1 C( `0 |) Q. e6 }% w; R. b, A
# Z7 U/ c: P; U8 {0 J' K
1 w- g4 ]' A. t8 }' p" \& z8 \Radiation边界与入射角的关系如下图
# |; {* G7 a! t' g! _
" [- b/ D& E l8 U# ^1 N
, D: P, J. @# {1 j由上图可以看到，Radiation边界与波的入射角度和辐射体距离都有很大的关系，对仿真结果的影响比较大。5 {: H$ P4 f+ x% ~' V
& e/ A7 n3 M1 e# i, \PML边界：" R- U8 B9 m% L9 d
— 到辐射体的距离可以是λ/20 ，也能很好吸收；
" `6 q/ r4 z6 t2 K' e6 v) K- Q— 对于需要求解远场方向图的场合，距离辐射体λ/4仍然是必要的；8 j, Y/ l. l3 t; Y3 N* E
—PML表示无限大的自由空间，吸收辐射出来的电磁场，真正零反射；
& j" k$ `7 t/ M. I- c% E4 B6 R— 计算远场时，软件自动将PML的基准面定义为积分表面，以便得到远场方向图；
" j" ~9 F2 l3 T" v/ M F- Z9 n— 可以替代Radiation边界条件，并且更精确。1 E) d' B" _2 M, c1 B. {. D1 X* O$ j
$ u6 B/ \9 G* M( K& f h! s+ P; n- f* w V7 X) X) P2 Y* p* G
PML边界与入射角的关系如下图：
4 p! n3 ~7 v G& V7 l( N5 J0 u6 r
: Q( M x+ u& R9 D
1 \) ]# g8 ]: j3 ]( }" |2 F0 p( F, E7 O, u
PML边界与辐射体距离的关系如下图：
2 `! w6 i0 i, G) u% U# d2 Q! r7 Y# g: {% f+ d+ ~
y/ v% Q& X ^" T
% i, [5 ^1 u* i& B. L由上图可以看到，PML边界与波的入射角度和辐射体距离的关系都不是很大，对仿真结果一致性较高。
2 H% ~; [1 I, F( }" K , G3 q+ o$ z t# [$ G
FE-BI边界：$ i" p/ `$ J5 Q. c* e
— 专门针对电大尺寸的开放结构仿真；
3 j# z) T9 h* S3 o4 K— 对辐射体距离没有要求； @! D: s- I0 I- U% I5 s
— 能够完全吸收所有的入射波；
1 t9 P- d4 ?/ v/ R— 与结构的共形性非常好；) }/ V2 F& V+ `* U# y7 b- t
— FE-BI算法可以有效降低计算机硬件资源消耗；, t$ u8 u* X0 u7 S y
— 针对外部辐射空间采用IE求解，针对金属结构体采用FEM求解，大幅减少辐射区域的求解规模，提升求解效率。 O& K5 I" e7 J8 O6 ?# R# D3 I
0 H/ c, c" j; y$ S b8 u* cFE-BI边界与入射角的关系如下图：
9 d0 O8 c T0 ]) `
; G- a2 r \# _0 j2 I/ D
2 N- F, x/ m6 |: I# Y* k
" H0 X8 S2 q/ ^8 I% D6 g6 ]+ vFE-BI边界与辐射体距离的关系如下图：3 s T( O V Q f. p
/ ?( f" M; m* h' [1 H
由上图可以看到，FE-BI边界与波的入射角度和辐射体距离的关系都不大，仿真结果一致性非常好。# N# S) ?, }/ z. b& i
4 T* k. D: o0 x( C7 H' S- A总结：" m) U x" R$ J* X& V2 I5 h
— PML边界是公认的精度最高的吸收边界条件；& \* p5 c5 [0 E
— FE-BI边界是电大尺寸开放结构（尤其是带介质腔体）常用的吸收边界条件；% J. ~! _! r! T k, X
— 对于一些需要快速求解的应用，可以使用普通的Radiation吸收边界条件；
" R8 G+ Y& o u R( l— 通过调整积分面设置，可以改善Radiation吸收边界下的仿真结果精度。) ]. j& t& m8 j ~+ O
最后对三种辐射边界条件的区别总结归纳如下表：
- r" r5 s- n2 X8 O6 A1 U M% K7 p
$ t) {2 O; [5 L! [ |
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