图6.8 修改和删除求解设置项

6.4 扫频分析

前面讲解了如何添加和定义求解设置，通过求解设置，可以对模型结构进行自适应网格剖分，并计算在指定的网格剖分频率点处的S参数和场解。这只是分析一个频点处的S参数和场解，如果要分析或计算某个频段范围内的S参数和场解，则需要进行频率扫描设置。HFSS中有3种扫频类型，分别为快速扫频（Fast Frequency Sweep）、离散扫频（Discrete Frequency Sweep）和插值扫频（Interpolating Frequency Sweep）。

6.4.1 扫频类型

  1. 快速扫频是在1994年引入HFSS中，最初基于AWE（Asymptotic Waveform Evaluation）算法用于搜寻传输函数的主零、极点，适合于窄带问题的求解；后来采用ALPS（Adaptive Lanczos-Pade Sweep）算法，Lanczos法是求解稀疏矩阵本征值问题的有效方法，采用ALPS算法可以在很宽的频带范围内搜寻出传输函数的全部零、极点。因此，快速扫频适用于谐振问题和高Q值问题的分析，使用快速扫频可以得到场在谐振点附近行为的精确描述。使用快速扫频，一般选择频带中心频率作为自适应网格剖分频率，进行网格剖分，计算出该频点的S参数和场分布，然后使用基于ALPS算法的求解器从中心频率处的S参数解和场解来外推整个频带范围的S参数解和场解。使用快速扫频，计算时只会求解中心频点处的场解，但在数据后处理时整个扫频范围内的任意频点的场都可以显示。

  2. 离散扫频是在频带内的指定频点处计算S参数和场解。例如，指定频带范围为1～2GHz、步长为0.25GHz，则会计算在1GHz、1.25GHz、1.75GHz、2GHz共5个频点处的S参数和场解。默认情况下，使用离散扫频只保存最后计算的频率点的场解，上例中即只保存2GHz处的场解。用户如果希望保存指定的所有频率点的场解，需要选中设置对话框中的Save Fields复选框。对于离散扫频，需要求解的频率点越多，完成频率扫描所需的时间就越长。如果整个频带范围的解只需要有限几个频率点就能精确表示，那么可以选择离散扫频。

  3. 插值扫频使用二分法来计算整个频段内的S参数和场解。使用插值扫频，HFSS自适应选择计算场解的频率点，并计算相邻两个频点之间的解的误差，当解达到指定的误差收敛标准或者达到了设定的最大频点数目后，扫描完成；其他频率点上的S参数和场解由内插给出。假设以y(f)表示插值函数，εs表示相邻两个插值频点之间解的误差最大值，εc表示误差收敛标准。