HFSS时域求解

HFSS的时域求解是近期才加入的新功能。它基于Discontinuous Galerkin算法，是一种建立在非结构性网格上的有限元算法，全称为Discontinuous Galerkin Time Domain (DGTD) method。与FDTD等时域算法相比，DGTD的每个网格都有自己的时间步长，计算时也是异步独立演进，因此计算速度很快（不过HFSS15的时域仿真速度并不快）。

设置求解器

HFSS时域仿真的建模方法与普通的建模方法完全相同。只不过求解模式和端口有些不同。我们还是以HFSS自带的一分八功分器（corporate_feed.hfss）为例。这个例子默认是Driven Modal模式求解的，我们把它改成Driven Transient：

左侧Project Manager中的Analysis下的Setup1消失了，我们需要重新配置一下：

首先点击Add Solution Setup，弹出Transient Solution Setup对话框。首先看General页，这里可以修改自适应剖分的最大次数和Maximum Delta S。作为一个例子，我们将Maximum Delta S设为0.1来减少仿真时间：

然后点击Input Signal页来设置输入波形。HFSS支持两种输入波形：宽带脉冲和TDR。

宽带脉冲：A time profile that has as strong spectral content between the Min and Max frequencies. This can be used for such purposes as extracting S-parameters in that frequency range. A Min Freq. of 0 Hz. is allowed. （大意：宽带脉冲是一种时域信号，它在最小频率到最大频率之间的范围内拥有很强的频率分量，从而可以用来提取S参数。其中最小频率可以设为0Hz。）

TDR：The idea behind Time-Domain Reflectometry (TDR) is to excite a structure with a step function, and inspect the reflections as a function of time. （大意：TDR使用阶跃函数进行激励，并把反射当作时间的函数）

这里我们选择宽带脉冲，并把频率范围设为50MHz~10GHz。注意：现在是时域仿真，得到的是时域波形。通过将时域波形作FFT才可以得到频域波形。根据数字信号处理的知识，脉冲信号的时间越短对应的频谱越宽，从而仿真时间也越短。

再打开Duration页，调整Target Residual的值。Target Residual用来设置稳态条件。当条件满足时仿真自动终止。同时也可以用来设置最短、最长的仿真时间范围。这里我们只设置Target Residual为-30dB，其余的参数不做调整。

设置完成后开始仿真：

个人感觉HFSS 15的时域仿真速度并不快。如果采用新版本的HFSS，可以通过GPU加速来提高时域仿真速度，这个以后再说。

时域仿真结果

仿真完成后（要等一会儿~），新建一个结果：

选择好端口，点New Report。

就可以得到各个端口的时域波形：

频域仿真结果

再新建一个结果：

选择S参数

得到S参数结果（可以删掉一些不关心的曲线）：

将时域仿真结果与以前的频域仿真结果进行对比可以看到而这有一定的差别，但大体趋势相似。这次仿真为了缩短仿真时间，将Maximum Delta S和Target Residual都调大了，因此结果并不精确。HFSS 15的时域仿真太慢了，等以后用新版本+GPU加速的时候再用高精度仿一下。不过我曾经用别的模型进行过仿真，时域仿真结果和频域仿真结果吻合的很好