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選型必備：HFSS三種輻射邊界的差別及選擇技巧

發布時間：2015-09-11 責任編輯：sherry

【導讀】眾所周知，HFSS裏麵的吸收邊界條件有3個，分別是Radiation（ABC）、PML和FE-BI，那麼這三個邊界的應用有什麼區別？應該怎麼應用呢？今天小編在這裏給大家好好分析一下。

Radiation邊界（ABC）：

— 計算天線等強輻射問題時，距離輻射體應當至少λ/4；

— 對於弱輻射問題，僅考慮輻射損耗，不關心遠場時，可以小於λ/4；

— 在定義輻射邊界條件的麵上積分得到遠場輻射方向圖（默認），也可以自行定義計算遠場時的積分麵（建立Facelist)；

— 輻射邊界條件上的網格密度對於天線輻射特性的計算精度有影響；

— 輻射邊界條件的吸收性能與入射角相關，入射角大於40 度時，吸收效果明顯降低。

Radiation邊界與入射角的關係如下圖：

Radiation邊界與入射角的關係

Radiation邊界與輻射體距離的關係如下圖：

Radiation邊界與入射角的關係

由上圖可以看到，Radiation邊界與波的入射角度和輻射體距離都有很大的關係，對仿真結果的影響比較大。

PML邊界：

— 到輻射體的距離可以是λ/20 ，也能很好吸收；

— 對於需要求解遠場方向圖的場合，距離輻射體λ/4仍然是必要的；

—PML表示無限大的自由空間，吸收輻射出來的電磁場，真正零反射；

— 計算遠場時，軟件自動將PML的基準麵定義為積分表麵，以便得到遠場方向圖；

— 可以替代Radiation邊界條件，並且更精確。

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PML邊界與入射角的關係如下圖：

Radiation邊界與入射角的關係

PML邊界與輻射體距離的關係如下圖：

Radiation邊界與入射角的關係

由上圖可以看到，PML邊界與波的入射角度和輻射體距離的關係都不是很大，對仿真結果一致性較高。

FE-BI邊界：

— 專門針對電大尺寸的開放結構仿真；

— 對輻射體距離沒有要求；

— 能夠完全吸收所有的入射波；

— 與結構的共形性非常好；

— FE-BI算法可以有效降低計算機硬件資源消耗；

— 針對外部輻射空間采用IE求解，針對金屬結構體采用FEM求解，大幅減少輻射區域的求解規模，提升求解效率。

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FE-BI邊界與入射角的關係如下圖：

Radiation邊界與入射角的關係

FE-BI邊界與輻射體距離的關係如下圖：

Radiation邊界與入射角的關係

由上圖可以看到，FE-BI邊界與波的入射角度和輻射體距離的關係都不大，仿真結果一致性非常好。

總結：

— PML邊界是公認的精度最高的吸收邊界條件；

— FE-BI邊界是電大尺寸開放結構（尤其是帶介質腔體）常用的吸收邊界條件；

— 對於一些需要快速求解的應用，可以使用普通的Radiation吸收邊界條件；

— 通過調整積分麵設置，可以改善Radiation吸收邊界下的仿真結果精度。

最後對三種輻射邊界條件的區別總結歸納如下表：

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