Ansoft HFSS在天线设计中的应用(7)

雷达天线方面的文章。

在这里之所以要提到算法，并不是鼓励大家去探求HFSS内部的工作机理，而是通过FEM与其他几种算法的关系，让大家对目前的几种算法有个大概的印象，至少知道每种算法的优缺点在什么地方。一个软件只要选定了一种算法，那么它的血液里就溶入了这个算法一切，不管好的还是不好的。无论它多么努力试图扬长避短，它都无法从根本上改变由算法带来的一些缺陷。很多东西都是与生俱来的，我们谓之先天不足。

上面的看法或许有点悲观，但很实在。人无完人，况且算法乎？我们应该看开点。有另一句话叫“存在即合理”，每种算法的存在总有它的理由，存在的理由就是它的长处，也就是别的算法所不能的。没有万能的算法也没有万能的软件，HFSS也不是，我们应该有这样的思想准备。好了，我们先看看下边这张关系图。

图1几种低频算法的关系图

图1很简要的表达出了目前最重要的三种低频数值算法的关系。所有电磁分析都是基于Maxwell方程组的。电磁波之所以在自由空间和在波导中存在不同的形式，并不是因为Maxwell方程不适用了，只不过是因为边界条件不同罢了。电磁分析的目标就是在不同的边界条件下解Maxwell方程。由此衍生出两大方法，一个是解析方法，另一个是数值方法。在某些结构中，可以通过公式推导可以求得Maxwell方程组解的表达式，这是解析方法，显然这并不是一个通用的方法。而数值方法则是把结构离散化通过迭代而求得离散的解。离散程度越高，每个单元越小，则越真实地表达出原有的结构，解的准确性也就越高。数值方法需要借助于计算机来实行。其实很多数值方法很早就出现了，但真正引起重视还是在计算机技术得到长足发展之后。显然数值算法不受具体结构的限制，是一种通用的方法。