Ansoft 2008 優(yōu)秀論文

Ansoft HFSS 在周期性異向介質(zhì)研究中的仿真方法

龔建強，褚慶昕

(華南理工大學電子與信息學院 廣州 510640)

摘 要：本文介紹了三種采用 Ansoft HFSS 分析周期性異向介質(zhì)結構特性的仿真方法，包括波導傳

輸法、色散模式法以及 Floquet 端口法。三種方法的適用范圍和所求解的結果各有差異，使得設計

者能從多個角度對異向介質(zhì)特性進行分析：波導傳輸法適用于電磁波垂直入射的情況，并且要求在

入射波矢方向僅有有限個異向介質(zhì)元胞，由于使用的是波導端口，因此結果能以 S 參數(shù)的形式顯示；

色散模式法主要用于求解二維異向介質(zhì)結構的色散圖特性，該方法的難點在于將布里淵三角中定義

的波矢與 HFSS 中Master/Slave 周期性邊界的設置一一對應；而 Floquet端口則能夠處理具有極化

的斜入射電磁波照射二維異向介質(zhì)結構的問題，與波導端口類似，Floquet 端口的求解結果中能方

便的得到傳輸和反射波的幅度和相位特性。作為實例，本文采用上述三種方法分別分析了經(jīng)典的

SRR/Wire 異向介質(zhì)，Sievenpiper 蘑菇結構以及具有高度結構對稱性的平面負折射結構。希望本文

能夠推動 Ansoft HFSS 在仿真周期性異向介質(zhì)中的廣泛應用。

關鍵詞：周期性異向介質(zhì)，波導傳輸法，色散模式法，Floquet 端口，Master/Slave 邊界條件

Research on the Simulation Methods for Characterizing Periodic

Metamaterial Structures Based on Ansoft HFSS

Jian-qiang Gong and Qing-Xin Chu

College of Electronic and Information Engineering, South China University of Technology, Guangzhou,

510640

Abstract ：Three simulation methods implemented in Ansoft HFSS, capable of characterizing periodic

metamaterial structures, are introduced in this paper, including waveguide transmission method 、

dispersion diagram method and Floquet port method. Three methods are applicable to different cases and

distinct types of results can be obtained, which makes designers readily acquire the characteristics of

various metamaterials from multiple perspectives: waveguide transmission method is suitable for the case

in which the incident wave is in normal incidence reference to the total metamaterial structure, and there

should be only finite number of unit cells along

總結

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