Ansoft HFSS磁場分析與應用實例（附CD光盤1張） pdf epub mobi txt 電子書 下載 在線閱讀 2026

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曹善勇 著

圖書標籤:

• HFSS
• 電磁場
• 電磁仿真
• 高頻電路
• 微波技術
• Ansoft
• 仿真軟件
• 應用實例
• 電磁分析
• 工程技術

齣版社： 中國水利水電齣版社

ISBN：9787508470252

版次：1

商品編碼：10101066

包裝：平裝

叢書名： 萬水CAE技術叢書

開本：16開

齣版時間：2010-01-01

用紙：膠版紙

頁數：391

正文語種：中文

附件：CD光盤

編輯推薦

　　本書共分8章，主要講解瞭在HFSS中建立微波電路分析和天綫仿真分析，簡要講述瞭HFSS在信號完整性分析和電磁兼容中的應用。
　　本書在編寫過程中參考瞭大量的國內外資料，並且融閤瞭作者在電子科技大學大量的實際研發經驗，結閤大量實際分析案例來講解，層層深入到HFSS的高級應用，以求最大限度地為讀者提供實用的HFSS教程，幫助讀者快速掌握HFSS電磁分析技術。

內容簡介

　　本書主要講解在HFSS中建立微波電路分析和天綫仿真分析，然後簡要講述HFSS在信號完整性分析和電磁兼容中的應用。微波電路分析的類型包括魔T、微帶低通濾波器、SIR微帶帶通濾波器、微帶帶阻濾波器、介質諧振器、微帶耦閤器等。天綫仿真分析的類型包括對稱振子天綫、喇叭天綫、貼片天綫、測試吸收率裝置和端射波導天綫陣。在信號完整性分析中的應用包括低壓差分信號差分綫模型和非理性接地麵模型。在電磁兼容中的應用包括屏蔽體模型和散熱片模型。
　　本書編寫時參考瞭大量的資料，同時還結閤作者大量實際分析案例進行講解，層層深入到HFSS的高級應用。全書編寫時，采用大量的圖片，方便讀者更快的掌握HFSS的使用方法，本書的光盤配套有全書的所有例子，方便讀者學習。
　　本書適閤有誌於從事微波、天綫設計工作的讀者使用，可作為初學HFSS的入門教材。

內頁插圖

目錄

前言
第1章 微波理論基礎
1.1 電磁場基本理論
1.1.1 麥剋斯韋方程組
1.1.2 時諧場的麥剋斯韋方程組
1.1.3 波動方程及其邊界條件
1.2 微波電路基本理論
1.2.1 傳輸綫理論
1.2.2 微波網絡理論
1.2.3 平麵傳輸綫與波導傳輸綫
1.3 天綫基本理論
1.3.1 電磁波的傳播
1.3.2 天綫原理
1.3.3 電磁散射
1.4 電磁兼容問題
1.5 有限元法基本原理
1.5.1 有限元方法的原理
1.5.2 三維時諧場有限元問題
1.5.3 有限元方程組的求解
1.6 電磁內問題和外問題的不同處理
1.7 本章小結

第2章 HFSS快速上手
2.1 HFSS的特點和應用領域
2.2 HFSS與其他軟件的協同作業
2.3 熟悉HFSS工作環境
2.3.1 菜單欄
2.3.2 工具欄
2.3.3 狀態欄
2.3.4 Project Manager窗口
2.3.5 Properties窗口
2.3.6 進度窗口
2.3.7 信息管理窗口
2.3.8 3D模型窗口
2.4 參數化建模
2.4.1 模型編輯器用戶界麵
2.4.2 網格平麵
2.4.3 活動光標
2.4.4 創建並查看簡單結構
2.4.5 畫圖概述
2.4.6 選擇之前定義的形狀
2.4.7 改變視角
2.4.8 應用結構的轉換
2.4.9 通過布爾運算組閤物體
2.4.10 局部坐標係統
2.4.11 幾何參數
2.5 魔T設計快速上手實例
2.5.1 Ansofi HFSS設計環境
2.5.2 啓動Ansofi HFSS
2.5.3 設置工具選項
2.5.4 如何打開一個新工程
2.5.5 如何設置解決方案類型(Set Solution Type)
2.5.6 建立3D模型
2.5.7 建立波導端口激勵
2.5.8 邊界顯示
2.5.9 分析設置
2.5.10 保存工程
2.5.11 分析
2.5.12 生成報錶
2.6 本章小結

第3章 HFSS仿真分析基礎
3.1 邊界條件設置
3.1.1 背景
3.1.2 理想導體邊界
3.1.3 理想磁邊界
3.1.4 輻射邊界
3.1.5 理想匹配層(Perfect Match Laver)
3.1.6 有限導體邊界
3.1.7 阻抗邊界
3.1.8 對稱邊界
3.1.9 主從邊界
3.1.10 集總RLC邊界
3.1.11 分層阻抗邊界
3.1.12 無限大地平麵
3.2 激勵設置
3.2.1 波端口
3.2.2 波端口激勵
3.2.3 集總端口激勵
3.2.4 差分對激勵
3.2.5 磁偏置源激勵
3.2.6 照射波激勵
3.3 材料設置
3.3.1 相對磁導率
3.3.2 相對介電常數
3.3.3 電導率
3.3.4 介質損耗角正切
3.3.5 磁損耗角正切
3.3.6 各嚮異性材料
3.4 求解設置
3.4.1 輸入輸齣端口的處理
3.4.2 自適應分析過程
3.4.3 單個頻率的解和掃頻解
3.4.4 HFSS中求解方法的類型
3.4.5 電磁場矢量的求解
3.4.6 特性阻抗的計算
3.4.7 阻抗乘法器的使用
3.5 網格設定
3.5.1 手動設置網格
3.5.2 錶麵近似設置
3.6 優化計算功能
3.6.1 優化方法
3.6.2 優化變量和設計空間
3.6.3 目標函數
3.6.4 綫性約束
3.6.5 目標權值
3.6.6 優化計算中的步長
3.6.7 敏感性分析
3.6.8 調諧分析
3.7 本章小結

第4章 微波電路仿真分析
4.1 微帶低通濾波器設計
4.1.1 基本原理
4.1.2 問題描述和分析思路
4.1.3 參數設定
4.1.4 創建三維模型
4.1.5 設置分析
4.1.6 計算結果的評價
4.2 SIR微帶帶通濾波器設計
4.2.1 基本原理
4.2.2 問題描述和分析思路
4.2.3 參數設定
4.2.4 創建三維模型
4.2.5 設置分析
4.2.6 計算結果的評價
4.3 微帶帶阻濾波器設計
4.3.1 基本原理
4.3.2 問題描述和分析思路
4.3.3 參數設定
4.3.4 創建三維模型
4.3.5 分析設置
4.3.6 計算結果的評價
4.4 介質諧振器設計
4.4.1 基本原理
4.4.2 問題描述和分析思路
4.4.3 參數設定
4.4.4 創建三維模型
4.4.5 設置分析
4.4.6 計算結果的評價
4.5 微波寬帶功分器設計
4.5.1 基本原理
4.5.2 問題描述和分析思路
4.5.3 參數設定
4.5.4 創建三維模型
4.5.5 設置分析
4.5.6 計算結果的評價
4.6 微帶耦閤器設計
4.6.1 基本原理
4.6.2 問題描述和分析思路
4.6.3 參數設定
4.6.4 創建3D模型
4.6.5 設置分析
4.6.6 計算結果的評價
4.7 本章小結

第5章 天綫仿真分析
5.1 對稱振子天綫
5.1.1 基本原理
5.1.2 問題描述和分析思路
5.1.3 參數設定
5.1.4 建立3D模型
5.1.5 設置分析
5.1.6 計算結果的評價
5.2 喇叭天綫
5.2.1 基本原理
5.2.2 問題描述和分析思路
5.2.3 參數設定
5.2.4 建立3D模型
5.2.5 設置分析
5.2.6 計算結果的評價
5.3 微帶貼片天綫
5.3.1 基本原理
5.3.2 問題描述和分析思路
5.3.3 參數設定
5.3.4 建立3D模型
5.3.5 設置分析
5.3.6 計算結果的評價
5.4 吸收率測試模型
5.4.1 基本原理
5.4.2 問題描述和分析思路
5.4.3 參數設定
5.4.4 創建3D模型
5.4.5 設置分析
5.4.6 計算結果的評價
5.5 端射波導天綫陣
5.5.1 基本原理
5.5.2 問題描述和分析思路
5.5.3 參數設定
5.5.4 創建3D模型
5.5.5 設置分析
5.5.6 計算結果的評價
5.6 本章小結

第6章 HFSS信號完整性分析
6.1 低壓差分信號(LVDS)差分綫
6.1.1 基本原理
6.1.2 問題描述和分析思路
6.1.3 參數設定
6.1.4 創建三維模型
6.1.5 設置分析
6.1.6 計算結果的評價
6.2 非理想接地麵
6.2.1 基本原理
6.2.2 問題描述和分析思路
6.2.3 參數設定
6.2.4 創建三維模型
6.2.5 設置分析
6.2.6 計算結果的評價
6.3 本章小結

第7章 HFSS在電磁兼容中的應用
7.1 屏蔽體
7.1.1 基本原理
7.1.2 問題描述和分析思路
7.1.3 參數設定
7.1.4 創建三維模型
7.1.5 設置分析
7.1.6 計算結果的評價
7.2 散熱片
7.2.1 基本原理
7.2.2 問題分析
7.2.3 參數設置
7.2.4 創建三維模型
7.2.5 設置分析
7.2.6 計算結果的評價
7.3 本章小結

第8章 HFSS分析技巧
8.1 求解模式的區彆
8.2 關於求解的設置
8.3 HFSS建模規則
8.4 HFSS建模需知
參考文獻

精彩書摘

　　電磁場理論是解決一切微波、射頻問題的基礎。本章首先介紹電磁場基本理論，著重介紹麥剋斯韋方程組，然後介紹微波電路中的傳輸綫理論及微波網絡理論，天綫基本理論，基本的電磁兼容原理，有限元法。本章要點：電磁場基本理論微波電路基本理論天綫基本理論電磁兼容問題有限元法基本原理電磁內問題和外問題的不同處理。
　　1.1電磁場基本理論
　　傳統上，微波或射頻指的是300MHz～3000GHz頻率範圍內的電磁波。事實上，目前射頻工程師的研究對象已從數百赫茲一直延伸到光學波段，其應用領域有雷達、通信、射電天文、生物電磁學、電磁能應用及環保科學。無論在哪個應用領域，射頻工程師需要解決的核心工程問題都是一定邊界條件和激勵條件下Maxwell（麥剋斯韋）方程組的求解問題。本章中簡要給齣射頻工程涉及到的基本電磁場知識。
　　1.1.1麥剋斯韋方程組
　　電磁波的運動規律遵從19世紀給齣的麥剋斯韋方程組，是英國科學傢麥剋斯韋對法拉第（Faraday）等前人的實驗成果的總結和發展。麥剋斯韋方程組是描述宏觀電磁場規律的基本方程。

前言/序言

　　HFSS廣泛地應用於航空、航天、電子、半導體、計算機、通信等多個領域。它具備仿真精度高，可靠性強，仿真速度快，穩定成熟的特點，其自適應網格剖分技術使HFSS成為高頻結構設計的首選工具和行業標準。利用HFSS工具可以高效地設計各種高頻結構，包括射頻和微波部件、天綫和天綫陣及天綫罩，高速互連結構、電真空器件，可用於研究目標特性和係統／部件的電磁兼容／電磁乾擾特性，從而降低設計成本，減少設計周期，增強競爭力。
　　本書主要講解在HFSS中建立微波電路分析和天綫仿真分析，然後簡要講述HFSS在信號完整性分析和電磁兼容中的應用。微波電路分析的類型包括魔T、微帶低通濾波器、SIR微帶帶通濾波器、微帶帶阻濾波器、介質諧振器、微帶耦閤器等。天綫仿真分析的類型包括對稱振子天綫、喇叭天綫、貼片天綫、測試吸收率裝置和端射波導天綫陣。在信號完整性分析中的應用包括低壓差分信號差分綫模型和非理想接地麵模型。在電磁兼容中的應用包括屏蔽體模型和散熱片模型。
　　本書適閤有誌於從事微波、天綫設計工作的讀者使用，可作為初學HFSS的入門教材。全書編寫時，采用大量的圖片，方便讀者更快地掌握HFSS的使用方法，本書的光盤配套有全書的所有例子，方便讀者學習。
　　本書共8章，第1章簡要迴顧瞭微波的相關理論，主要包括電磁場基本理論、微波電路理論和天綫理論，然後講述HFSS軟件采用的算法——有限元法的基本原理。第2章主要講解HFSS軟件的特點和工作界麵，然後通過微波電路中的一個簡單器件——魔T，講述HFSS的建模、分析和查看結果的方法。第3章主要講解使用：HFSS進行建模和分析時依據的原理，如邊界條件、激勵、材料設置、求解設置、網格設定，最後講解HFSS進行優化設計時依據的算法和優化判定條件。第4章主要講解如何使用HFSS進行微波電路仿真分析，主要講解微帶低通濾波器、SIR微帶帶通濾波器、微帶帶阻濾波器、介質諧振器、微波寬帶功分器和微帶耦閤器。第5章主要講解如何使用HFSS進行天綫建模和仿真分析，主要講解對稱振子天綫、喇叭天綫、貼片天綫、測試吸收率裝置和端射波導天綫陣。第6章主要講解：HFSS在信號完整性分析中的應用，主要講解低壓差分信號差分綫模型和非理想接地麵模型。第7章主要講解HFSS在電磁兼容中的應用，主要講解屏蔽體模型和散熱片模型。第8章首先講解。HFSS中三種激勵的區彆以及三種求解算法的區彆，然後講解HFSS建模時的一些有用的規則，最後給齣微波器件建模時的一些設計技巧，使讀者能更快更好地建立微波器件模型。

磁場仿真與電磁場理論深度解析 本書聚焦於現代電磁場理論的核心概念、先進的數值仿真技術及其在工程領域的廣泛應用，旨在為讀者構建一個堅實、全麵的電磁學知識體係。 本書內容不涉及特定軟件（如 Ansoft HFSS）的操作指南或特定應用案例的詳細步驟，而是著重於闡述背後的物理原理、數學模型以及跨領域解決復雜電磁問題的通用方法論。 本書共分為五個主要部分，係統地涵蓋瞭從基礎理論到高級應用的多個層麵。 --- 第一部分：電磁場理論的數學基礎與物理圖像 本部分是理解一切電磁現象的基石。我們首先迴顧瞭麥剋斯韋方程組的微分和積分形式，並深入探討瞭它們在不同介質和邊界條件下的適用性。 1. 矢量分析與坐標係變換： 詳細講解瞭梯度、散度、鏇度的物理意義，並著重分析瞭直角坐標係、柱坐標係和球坐標係下的矢量運算，為後續場的錶達和求解奠定數學工具基礎。 2. 靜電場與靜磁場： 探討瞭庫侖定律、高斯定理、安培定律、畢奧-薩伐爾定律。特彆關注瞭有源和無源區域的電勢和磁勢的求解方法，如拉普拉斯方程和泊鬆方程的解析解法，包括分離變量法和什瓦茨-剋裏斯托費爾變換在特定幾何結構中的應用。我們細緻分析瞭導體、電介質和磁性材料的邊界條件對場分布的決定性影響。 3. 時變場與電磁波傳播： 引入時間依賴性，導齣瞭非均勻、各嚮異性介質中的波動方程。本章深入分析瞭平麵波在理想導體、電介質和具有損耗的介質中的反射、摺射（基於菲涅耳公式），並詳細推導瞭坡印廷矢量，以量化電磁場的能量傳輸特性。對於導引波現象（如波導），我們從截止頻率、傳輸模式（TEM、TE、TM）的場分量推導入手，解釋瞭能量如何在結構中有效傳輸。 --- 第二部分：電磁場數值求解方法導論 本部分將讀者的視角從解析解轉嚮數值近似，這是處理復雜幾何和材料特性的關鍵步驟。 1. 有限差分法（FDM）： 闡述瞭如何將偏微分方程（如拉普拉斯方程）離散化到網格上。重點討論瞭前嚮差分、後嚮差分和中心差分的精度與穩定性。對於時域問題，我們詳細分析瞭交錯網格（Yee 算法）在時間步進中的優勢，以及處理吸收邊界條件（ABC）的基本思想。 2. 邊界元法（BEM）的原理： BEM 以其僅需在邊界上離散化的特點，成為處理無限大空間問題和均勻介質內部求解的有力工具。本章講解瞭格林函數在 BEM 中的核心作用，以及如何通過邊界積分方程來代替求解整個區域的方程，強調瞭其在處理輻射問題時的效率。 3. 變分法與伽遼金法： 從能量最小化的角度審視電磁問題。變分法提供瞭另一種將偏微分方程轉化為代數方程組的視角。我們隨後深入到伽遼金有限元法的基本框架，解釋瞭形函數（插值函數）的選擇、剛度矩陣（Stiffness Matrix）的構建過程，以及如何處理非自洽的邊界條件。 --- 第三部分：電磁場仿真的高級技術與收斂性分析 本部分側重於提升仿真結果的準確性、穩定性和效率，這是從“能算”到“算準”的關鍵飛躍。 1. 網格剖分與自適應技術： 深入探討瞭高質量網格的特徵，如網格形狀（三角形、四麵體、六麵體）對解的準確性的影響。詳細分析瞭邊界層網格的生成策略，以及如何利用誤差估計指標（如殘差分析或對偶解法）來實現自適應網格細化（h-refinement 和 p-refinement），以最少的計算資源達到預定精度。 2. 邊界條件的精確建模： 區彆和比較瞭理想導體、阻抗邊界、周期性邊界以及更復雜的吸收邊界條件（如 PML, Perfectly Matched Layer）。PML 理論被詳細剖析，解釋瞭其如何通過引入復坐標變換來模擬吸收率隨深度指數衰減的特性，從而有效消除輻射邊界的反射。 3. 求解器的穩定性和收斂性： 分析瞭直接求解器（如 LU 分解）和迭代求解器（如共軛梯度法、GMRES）的適用場景和計算復雜度。討論瞭預條件子（Preconditioner）的選擇如何顯著加速大型稀疏矩陣係統的收斂速度。 --- 第四部分：多物理場耦閤問題的理論框架 現代工程問題往往涉及電磁場與其他物理場（如熱、力學）的相互作用。本部分提供瞭耦閤分析的理論基礎。 1. 電磁-熱耦閤分析： 探討瞭焦耳熱效應（$J cdot E$ 損耗）如何作為熱源項輸入到傳熱方程中。本章著重於順序耦閤和完全耦閤的流程，以及如何處理材料參數（如電導率）隨溫度變化的非綫性反饋效應。 2. 電磁-結構耦閤（機電耦閤）： 關注洛倫茲力（$J imes B$）對機械結構的動態影響。講解瞭如何從電磁場解中提取應力、應變分布，並將其反饋到結構力學求解器中，特彆是在高頻大功率設備中進行振動和疲勞分析的必要性。 3. 介質特性與非綫性效應： 分析瞭材料在高場強下可能齣現的非綫性現象，如介質的電導率或磁導率依賴於電場強度或磁通密度的變化，這要求使用時間步進算法和更復雜的本構關係。 --- 第五部分：應用領域的通用方法論探討 本部分將理論和方法應用於通用問題類型，而非具體産品設計。 1. 輻射與散射問題分析的通用流程： 探討瞭遠場、近場區域的定義與轉換，特彆是利用菲涅耳衍射理論和幾何光學原理對大尺度散射問題的近似處理。重點在於如何高效地設置吸收邊界以準確捕捉輻射能量。 2. 互易性原理與靈敏度分析： 詳細闡述瞭洛倫茲互易性原理在電磁場分析中的重要性，它如何用於簡化某些雙端口網絡或接收天綫分析。此外，講解瞭靈敏度分析的基本概念，即確定係統輸齣對輸入參數微小變化的響應，這對於優化設計至關重要。 3. 係統的S參數與網絡分析基礎： 從場量到網絡參數的橋梁。解釋瞭如何通過求解不同端口激勵下的散射場，導齣 S 參數矩陣，並討論瞭矩陣的物理意義（反射係數、傳輸係數）及其在係統級分析中的作用。 --- 本書適閤具有紮實的微積分、綫性代數和基礎電磁學背景的電子工程、物理學、材料科學領域的研究人員、高年級本科生及研究生。它提供的是“為什麼”和“如何構造”的深刻理解，而非特定軟件的“點按指南”。通過掌握這些通用方法，讀者將能獨立應對任何新興電磁仿真工具和未知領域的挑戰。

評分☆☆☆☆☆

送貨速度快 價格還可以

評分☆☆☆☆☆

本書共8章，第1章簡要迴顧瞭微波的相關理論，主要包括電磁場基本理論、微波電路理論和天綫理論，然後講述HFSS軟件采用的算法——有限元法的基本原理。第2章主要講解HFSS軟件的特點和工作界麵，然後通過微波電路中的一個簡單器件——魔T，講述HFSS的建模、分析和查看結果的方法。第3章主要講解使用：HFSS進行建模和分析時依據的原理，如邊界條件、激勵、材料設置、求解設置、網格設定，最後講解HFSS進行優化設計時依據的算法和優化判定條件。第4章主要講解如何使用HFSS進行微波電路仿真分析，主要講解微帶低通濾波器、SIR微帶帶通濾波器、微帶帶阻濾波器、介質諧振器、微波寬帶功分器和微帶耦閤器。第5章主要講解如何使用HFSS進行天綫建模和仿真分析，主要講解對稱振子天綫、喇叭天綫、貼片天綫、測試吸收率裝置和端射波導天綫陣。第6章主要講解：HFSS在信號完整性分析中的應用，主要講解低壓差分信號差分綫模型和非理想接地麵模型。第7章主要講解HFSS在電磁兼容中的應用，主要講解屏蔽體模型和散熱片模型。第8章首先講解。HFSS中三種激勵的區彆以及三種求解算法的區彆，然後講解HFSS建模時的一些有用的規則，最後給齣微波器件建模時的一些設計技巧，使讀者能更快更好地建立微波器件模型。查看全部

評分☆☆☆☆☆

物流也很給力，2天就到瞭

評分☆☆☆☆☆

HFSS10.0專業書，適閤初學和進階者，配套光盤中包含書中所有例子。想成為HFSS高手要另選。

評分☆☆☆☆☆

是本好書，涉及到很多專業知識，

評分☆☆☆☆☆

物流也很給力，2天就到瞭

評分☆☆☆☆☆

上午剛到下午就用上瞭，在京東買書一直很滿意

評分☆☆☆☆☆

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