解决单频率问题
在解决电磁仿真中的单频率问题时，我们需要指定特定的频率点，并且通常将其作为频率扫描的第一步。单频率解决方案可以分为适应性解和非适应性解。适应性解决是指在建立有限元网格后自动进行错误最高区域的精修，从而提高后续适应性解的精度。以下是执行单频率解决方案的步骤：
频率扫描
当您希望在一定频率范围内生成解时，可以使用频率扫描功能。您可以选择以下扫描方式之一：
快速扫描：为每个小的频率范围生成唯一的全场解。适用于模型突然共振或频带内操作变化的场景。快速扫描能够准确描述谐振点附近的行为。
离散扫描：在特定的频率点上生成场解，适用于只需使用频带内部分频率点来获得准确结果的情况。
插入扫描：用于评估整个频率范围内的解。适用于频带较宽且频率响应比较平滑，以及快速扫描超出可用内存的情况。
快速频率扫描
快速频率扫描为每个小频率范围生成唯一的解。当模型在频谱范围内突然共振或行为发生变化时，选择快速扫描。快速扫描能够准确描述谐振点附近的行为。
HFSS使用频带中心频率来选择适当的特征值问题，从而为整个快速扫描生成一个解。然后，使用基于适应性Lanczos-Pade扫描（ALPS）的求解器从中心频率场解外推到要求的频带范围内的场解。
如果解决频率位于频带范围内（高于起始频率且低于终止频率），HFSS将解决频率作为中心频率。否则，频带范围的中点将用作中心频率。
请注意，HFSS在解决频率的适应性解决中使用有限元网格精修。如果您没有要求适应性解决，系统将使用初始网格来进行求解，并不再进一步精修。同时，中心频率的场解是最精确的。根据您对频率范围内精度水平的要求，您可以在其他中心频率上执行频率扫描。
全场解只在中心频率保存，而S参数在所有频率点上保存。然而，快速扫描允许对扫描范围内所有频率项进行后处理分析。
以上是解决单频率问题的一般步骤和注意事项，通过选择适当的扫描方式和设置合适的频率范围，我们可以获得准确的仿真结果，并更好地理解电磁场行为。
快速扫描和单个频率解决的时间消耗存在显著差异。需要注意的是，在执行快速扫描时，任何端口模式与切口不得交叉。如果存在交叉情况，系统将显示错误信息，并列出违反此规则的端口和模式。
下面是执行快速扫描的程序示例：
00MHz。如果设置了求解点，并且您希望保存特定点的场解，可以选择保存场解，并且每个频率点的S参数都将被保存。请注意，所需的扫描时间会随着需要的步数增加而增加。
如果仅需要几个频率点就能准确表示频带范围内的解，那么选择离散扫描即可。
需要记住的是，HFSS在解决频率的适应性解决中使用有限元网格精修。如果您没有要求适应性解决，系统将使用初始网格来进行求解，并不再进一步精修。由于适应性解决的网格仅在解决频率处进行优化，对于与此频率相差较大的频率，结果的精确度可能会有很大差异。如果您希望最小化这种变化，可以选择将频带中心作为解决频率。然后，在检查结果后，可以在将解决频率设置为临界频率时执行额外的解决。
插入频率扫描
插入频率扫描用于评估全频范围内的解。HFSS会选择计算场解的频率点，使得所有插值替代解都落在允许的误差范围内。当解达到允许的误差标准或生成了最大数量的解后，扫描过程完成。要获取更多解的信息，可以增加步数并重新执行扫描。
每个点的场解都会被删除，以便产生下一个点的新场解。只有最后计算的频率点的所有场解才会被保存，并且每个频率点的S参数也将被保存。
当频率范围很宽或频谱响应比较平滑，或者快速扫描所需的内存超出可用内存时，选择插入扫描。相比离散扫描，插入扫描所需的时间更短，因为全场解是基于最少的频率点进行插值替代的。插入扫描的最大时间可表示为单个频率解决的时间乘以最大解决次数。
需要记住的是，HFSS在解决频率的适应性解决中使用有限元网格精修。如果您没有要求适应性解决，系统将使用初始网格来进行求解，并不再进一步精修。
求解器设置类型
模式驱动求解
当需要计算微波传输带、波导、传输线等被动高频结构的基于模式的S参数时，可以选择使用Driven Modal。该求解器使用一系列波导模式的入射和反射能量来表示S参数解。
终端驱动求解
当需要计算基于终端的多导体传输线端口的S参数时，可以选择使用Driven Terminal Solution。该求解器使用一系列电压和电流来表示S参数解。
本征模求解
当需要计算一个结构的本征模式或谐振频率时，可以选择使用Eigenmode Solution。本征模式求解器会找到结构的谐振频率并计算这些频率点上的场分布。本征模式求解器适用于损耗结构和无损结构的本征模式计算，还能计算空腔的无负载Q因子。Q因子是衡量系统吸收能量的指标，无负载Q因子表示由于无损材料引起的能量损失。由于在本征模式问题中限制了端口和其他源的存在，所计算的Q因子不包括这些源引起的损耗。
峰值与均方根(RMS)相量的比较
本部分讨论了HFSS中场量的表示方式。对于只关心端口的S参数或场解相对振幅的用户来说，他们可能不需要考虑这些信息。然而，对于关心场量绝对值的用户，就需要考虑到峰值和均方根两种表示方式的差异。HFSS在频域求解并获得稳态有限元场分布的复数表示形式。物理量如瞬时（时域）电场则是从复数表示中派生出来的。
假设Ex表示时谐电场的"峰值"复数相量的x分量，在时间t的物理电场x分量可以表示为Ex(t) = Re[Ex exp(jωt)]，其中Re表示取实部，ω是角频率，j是虚部单位，t是时间。另外，如果Ex表示"均方根"复数相量，则需要额外因子√2，即Ex(t) = √2Re[Ex exp(jωt)]。基于这些公式的结论，峰值物理场（Ex(t)）在一个完整周期内的最大值为max(Ex(t)) = |Ex|，而均方根物理场的最大值为max(Ex(t)) = |Ex|/√2。
此外，给定复数相量E和H，要计算通过一个平面的平均能流密度，需要沿表面进行复Poynting矢量的实部x分量积分。复Poynting矢量S的正确表达取决于使用的是峰值相量还是均方根相量。对于峰值相量，S = Re[E × H*]，而对于均方根相量，S = 0.5Re[E × H*]。
HFSS的惯例如下：
每个传输模式上的入射到端口的功率平均为1瓦特。
差分电源用峰值形式表示。例如，如果电势差源是5伏，那么时域电路源可以表示为V(t) = Re[5 exp(jωt)]。同样的情况也适用于差分电流源。
平面波源用峰值形式来表示。也就是说，如果平面波的场强是5V/m，平面波的入射场可以表示为E0*cos(ωt)，其中E0是峰值电场强度。
辐射功率是通过场后处理器计算的，使用复Poynting矢量来计算时域平均值。
在场计算中，相量是指峰值相量。因此，计算器中的Poynting矢量按钮执行的是峰值相量计算，无论是计算平均值还是瞬时值都要遵守峰值相量的规定。
计算SAR（特定吸收率）
特定吸收率（Specific Absorption Rate，简称SAR）是衡量损耗介质材料中吸收电磁能量的量度。SAR是一个基本的标量场量，在HFSS中可以在实体表面或内部进行绘制。HFSS使用以下公式计算SAR：
SAR = σ * |E|^2 / (2 * ρ)
其中，σ是材料的电导率，ρ是电介质的质量密度，|E|是电场的峰值。
在HFSS中有两种类型的SAR图：局部SAR和平均SAR。当计算局部SAR时，HFSS使用上述公式计算覆盖网格点处的每个点的SAR值，并进行插值以获得其他点的值。绘制平均SAR时，HFSS对于每个网格点报告一个围绕该点的小体积的平均SAR值。该体积由具体设置中指定的材料质量密度和围绕每个网格点的材料质量确定。
