Ansoft HFSS磁场分析与应用实例 pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:中国水利水电

作者:曹善勇

出品人:

页数:391

译者:

出版时间:2010-1

价格:58.00元

装帧:

isbn号码:9787508470252

丛书系列:

图书标签:

HFSS
微波
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电磁场
磁场分析
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应用实例
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具体描述

《Ansoft HFSS磁场分析与应用实例》主要讲解在HFSS中建立模型并进行微波电路分析和天线仿真分析，简要讲述HFSS在信号完整性分析和电磁兼容中的应用。微波电路分析的类型包括魔T、微带低通滤波器、SIR微带带通滤波器、微带带阻滤波器、介质谐振器、微带耦合器等；天线仿真分析的类型包括对称振子天线、喇叭天线、贴片天线、测试吸收率装置和端射波导天线阵；信号完整性分析中的应用包括低压差分信号差分线模型和非理想接地面模型；电磁兼容中的应用包括屏蔽体模型和散热片模型。《Ansoft HFSS磁场分析与应用实例》结合大量实际分析案例进行讲解，层层深入到HFSS的高级应用。配套光盘包括书中的所有实例的HFSS模型，方便读者学习。

深入探索电磁场理论的基石与前沿书籍名称：《电磁场理论：从麦克斯韦方程组到现代应用》内容简介：本书旨在系统、深入地阐述电磁场理论的完整体系，以麦克斯韦方程组为核心，贯穿经典理论的严谨推导与现代工程应用的前沿实践。它并非一本针对特定仿真软件操作的指南，而是致力于为读者构建坚实的电磁学理论基础，使其能够独立分析和解决各类复杂的电磁问题。全书结构严谨，内容覆盖面广，从电磁现象的基本描述出发，层层递进，直至复杂的时变场分析和辐射理论。第一部分：静电场与静磁场的基础本书的开篇将回顾电磁学的基本概念，重点梳理矢量分析在电磁学中的应用，如散度、旋度、梯度和拉普拉斯算子。静电场：详细讲解库仑定律、电场强度、电位和电势的概念。深入探讨高斯定律在不同几何对称性下的应用，以及电位和电场的相互推导。对介质中的静电场进行详尽分析，包括电位移矢量、电容的计算，以及边界条件在电介质界面上的应用。库仑定律、泊松方程和拉普拉斯方程的数学本质及其在求解电位分布中的核心作用将被充分阐述，并结合实际的电容器设计问题进行案例分析。静磁场：引入毕奥-萨伐尔定律和安培环路定律，作为计算稳恒电流产生磁场的两大支柱。对磁感应强度、磁通量密度的概念进行清晰界定。重点分析无限长导线、螺线管、环形电流等经典模型下的磁场分布。对于磁介质（如铁磁体、抗磁体）中的磁场，本书将详细阐述磁化强度和磁场强度（$mathbf{H}$ 场）的关系，以及磁标量势法的适用性与局限性。第二部分：麦克斯韦方程组的建立与时变场分析这是本书的核心部分，将物理直觉转化为统一的数学描述。麦克斯韦方程组的完整推导：详细阐述法拉第电磁感应定律（揭示变化的磁场如何产生电场）和安培-麦克斯韦方程（引入位移电流，修正安培定律，是电磁波存在的关键），并将这四个基本方程（微分形式和积分形式）在均匀、各向同性介质中统一呈现。电磁波的产生与传播：从麦克斯韦方程组出发，推导出均匀平面电磁波的波动方程。深入分析无损耗介质（如真空、空气）中电磁波的特性，包括波阻抗、相速、群速和坡印廷矢量（描述能量流密度的物理量）。介质中的电磁波：详细分析电磁波在有损耗介质（如导体、低损耗电介质）中的传播特性，包括趋肤深度、衰减常数、相移常数、复波阻抗等关键参数的物理意义和计算方法。对良好导体、半导体和离子化介质中的波传播特性进行深入探讨。第三部分：边界条件与边界值问题求解电磁理论的实际应用往往依赖于对特定几何结构下的场分布求解。电磁场的边界条件：严格推导电场、磁场、电位移和磁场强度在理想导体、电介质、磁介质界面上的六组切向和法向分量保持连续或突变的边界条件。这些条件是建立物理模型与数学模型之间的桥梁。亥姆霍兹方程与波动方程的求解技巧：讲解在不同坐标系（直角、柱角、球角坐标系）中，分离变量法求解亥姆霍兹方程的基本步骤。重点介绍格林函数法在求解特定边界条件下电磁场分布中的强大能力。第四部分：辐射理论与天线基础本书将电磁波理论自然延伸至信息发射与接收领域。矢量磁位与矢量电位：介绍如何利用矢量电位和矢量磁位来简化时变电磁场的求解，特别是对于包含源项的辐射问题的分析。辐射场与远场近似：详细分析电偶极子（如霍尔姆偶极子）和磁偶极子（如小环天线）的辐射特性。推导其远场区的辐射强度、方向图、输入阻抗和总辐射功率。强调与时间、空间频率相关的相位关系。阵列理论初步：引入天线阵列的概念，分析单元间距、馈电相位对合成方向图的影响，为理解现代通信系统中波束赋形打下基础。第五部分：特种电磁现象与现代概念为体现理论的前沿性，本书还涵盖了一些高级主题。传输线理论的电磁学视角：从麦克斯韦方程组和特定的TEM波模式出发，重新推导传输线（如同轴线、微带线）的电压、电流关系和特性阻抗，强调传输线效应的本质是受限空间内的电磁波传播。散射与衍射的物理图像：介绍散射截面、雷达散射截面（RCS）的基本定义，以及瑞利散射和米氏散射的物理意义，为理解目标探测提供理论支撑。非均匀介质与时变源：探讨场在折射率随位置变化的介质中的传播，如光纤波导的基础模型（作为一种介质波导的特例）。本书特色：本书的重点在于理论的深度与推导的完整性，强调物理图像的构建和数学工具的熟练应用。书中包含大量的数学推导过程，旨在帮助读者理解每一个公式背后的物理含义，而非仅仅记忆结论。虽然不侧重于某一特定软件的操作，但每一章的理论知识都为后续进行精确的数值模拟（如有限元法、矩量法等）提供了必需的物理和数学基础。通过对经典问题的深入剖析，读者将能够举一反三，灵活应对实际工程中遇到的复杂电磁边界条件和材料特性。本书适用于高等院校电子工程、物理学、微波技术等专业的高年级本科生、研究生以及从事电磁兼容、射频电路、电磁散射研究的工程技术人员。

作者简介

目录信息

前言第1章微波理论基础 1.1 电磁场基本理论 1.1.1 麦克斯韦方程组 1.1.2 时谐场的麦克斯韦方程组 1.1.3 波动方程及其边界条件 1.2 微波电路基本理论 1.2.1 传输线理论 1.2.2 微波网络理论 1.2.3 平面传输线与波导传输线 1.3 天线基本理论 1.3.1 电磁波的传播 1.3.2 天线原理 1.3.3 电磁散射 1.4 电磁兼容问题 1.5 有限元法基本原理 1.5.1 有限元方法的原理 1.5.2 三维时谐场有限元问题 1.5.3 有限元方程组的求解 1.6 电磁内问题和外问题的不同处理 1.7 本章小结第2章 HFSS快速上手 2.1 HFSS的特点和应用领域 2.2 HFSS与其他软件的协同作业 2.3 熟悉HFSS工作环境 2.3.1 菜单栏 2.3.2 工具栏 2.3.3 状态栏 2.3.4 Project Manager窗口 2.3.5 Properties窗口 2.3.6 进度窗口 2.3.7 信息管理窗口 2.3.8 3D模型窗口 2.4 参数化建模 2.4.1 模型编辑器用户界面 2.4.2 网格平面 2.4.3 活动光标 2.4.4 创建并查看简单结构 2.4.5 画图概述 2.4.6 选择之前定义的形状 2.4.7 改变视角 2.4.8 应用结构的转换 2.4.9 通过布尔运算组合物体 2.4.10 局部坐标系统 2.4.11 几何参数 2.5 魔T设计快速上手实例 2.5.1 Ansofi HFSS设计环境 2.5.2 启动Ansofi HFSS 2.5.3 设置工具选项 2.5.4 如何打开一个新工程 2.5.5 如何设置解决方案类型(Set Solution Type) 2.5.6 建立3D模型 2.5.7 建立波导端口激励 2.5.8 边界显示 2.5.9 分析设置 2.5.10 保存工程 2.5.11 分析 2.5.12 生成报表 2.6 本章小结第3章 HFSS仿真分析基础 3.1 边界条件设置 3.1.1 背景 3.1.2 理想导体边界 3.1.3 理想磁边界 3.1.4 辐射边界 3.1.5 理想匹配层(Perfect Match Laver) 3.1.6 有限导体边界 3.1.7 阻抗边界 3.1.8 对称边界 3.1.9 主从边界 3.1.10 集总RLC边界 3.1.11 分层阻抗边界 3.1.12 无限大地平面 3.2 激励设置 3.2.1 波端口 3.2.2 波端口激励 3.2.3 集总端口激励 3.2.4 差分对激励 3.2.5 磁偏置源激励 3.2.6 照射波激励 3.3 材料设置 3.3.1 相对磁导率 3.3.2 相对介电常数 3.3.3 电导率 3.3.4 介质损耗角正切 3.3.5 磁损耗角正切 3.3.6 各向异性材料 3.4 求解设置 3.4.1 输入输出端口的处理 3.4.2 自适应分析过程 3.4.3 单个频率的解和扫频解 3.4.4 HFSS中求解方法的类型 3.4.5 电磁场矢量的求解 3.4.6 特性阻抗的计算 3.4.7 阻抗乘法器的使用 3.5 网格设定 3.5.1 手动设置网格 3.5.2 表面近似设置 3.6 优化计算功能 3.6.1 优化方法 3.6.2 优化变量和设计空间 3.6.3 目标函数 3.6.4 线性约束 3.6.5 目标权值 3.6.6 优化计算中的步长 3.6.7 敏感性分析 3.6.8 调谐分析 3.7 本章小结第4章微波电路仿真分析 4.1 微带低通滤波器设计 4.1.1 基本原理 4.1.2 问题描述和分析思路 4.1.3 参数设定 4.1.4 创建三维模型 4.1.5 设置分析 4.1.6 计算结果的评价 4.2 SIR微带带通滤波器设计 4.2.1 基本原理 4.2.2 问题描述和分析思路 4.2.3 参数设定 4.2.4 创建三维模型 4.2.5 设置分析 4.2.6 计算结果的评价 4.3 微带带阻滤波器设计 4.3.1 基本原理 4.3.2 问题描述和分析思路 4.3.3 参数设定 4.3.4 创建三维模型 4.3.5 分析设置 4.3.6 计算结果的评价 4.4 介质谐振器设计 4.4.1 基本原理 4.4.2 问题描述和分析思路 4.4.3 参数设定 4.4.4 创建三维模型 4.4.5 设置分析 4.4.6 计算结果的评价 4.5 微波宽带功分器设计 4.5.1 基本原理 4.5.2 问题描述和分析思路 4.5.3 参数设定 4.5.4 创建三维模型 4.5.5 设置分析 4.5.6 计算结果的评价 4.6 微带耦合器设计 4.6.1 基本原理 4.6.2 问题描述和分析思路 4.6.3 参数设定 4.6.4 创建3D模型 4.6.5 设置分析 4.6.6 计算结果的评价 4.7 本章小结第5章天线仿真分析 5.1 对称振子天线 5.1.1 基本原理 5.1.2 问题描述和分析思路 5.1.3 参数设定 5.1.4 建立3D模型 5.1.5 设置分析 5.1.6 计算结果的评价 5.2 喇叭天线 5.2.1 基本原理 5.2.2 问题描述和分析思路 5.2.3 参数设定 5.2.4 建立3D模型 5.2.5 设置分析 5.2.6 计算结果的评价 5.3 微带贴片天线 5.3.1 基本原理 5.3.2 问题描述和分析思路 5.3.3 参数设定 5.3.4 建立3D模型 5.3.5 设置分析 5.3.6 计算结果的评价 5.4 吸收率测试模型 5.4.1 基本原理 5.4.2 问题描述和分析思路 5.4.3 参数设定 5.4.4 创建3D模型 5.4.5 设置分析 5.4.6 计算结果的评价 5.5 端射波导天线阵 5.5.1 基本原理 5.5.2 问题描述和分析思路 5.5.3 参数设定 5.5.4 创建3D模型 5.5.5 设置分析 5.5.6 计算结果的评价 5.6 本章小结第6章 HFSS信号完整性分析 6.1 低压差分信号(LVDS)差分线 6.1.1 基本原理 6.1.2 问题描述和分析思路 6.1.3 参数设定 6.1.4 创建三维模型 6.1.5 设置分析 6.1.6 计算结果的评价 6.2 非理想接地面 6.2.1 基本原理 6.2.2 问题描述和分析思路 6.2.3 参数设定 6.2.4 创建三维模型 6.2.5 设置分析 6.2.6 计算结果的评价 6.3 本章小结第7章 HFSS在电磁兼容中的应用 7.1 屏蔽体 7.1.1 基本原理 7.1.2 问题描述和分析思路 7.1.3 参数设定 7.1.4 创建三维模型 7.1.5 设置分析 7.1.6 计算结果的评价 7.2 散热片 7.2.1 基本原理 7.2.2 问题分析 7.2.3 参数设置 7.2.4 创建三维模型 7.2.5 设置分析 7.2.6 计算结果的评价 7.3 本章小结第8章 HFSS分析技巧 8.1 求解模式的区别 8.2 关于求解的设置 8.3 HFSS建模规则 8.4 HFSS建模需知参考文献
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读后感

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用户评价

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这本书我早就听说过，一直很想入手，但迟迟未决。最近终于下定决心买了下来，拿到手后，感觉比想象中要厚重一些，装帧也很精美，一看就很有分量。迫不及待地翻开，虽然才看了前几章，但已经深深地吸引了我。书中对于HFSS的理论讲解非常透彻，不仅仅是简单的操作指导，更是深入剖析了磁场分析的原理，让我对很多之前似懂非懂的概念有了全新的认识。特别是作者在讲解一些复杂模型时，用到的类比和图示都非常形象生动，很容易理解。而且，书中提供的实例分析也相当实用，涵盖了从基础到进阶的各种场景，感觉学完之后，无论是进行学术研究还是实际工程项目，都能得心应手。我特别欣赏作者在讲解过程中，始终强调理论与实践相结合，避免了纸上谈兵的枯燥感。虽然我目前还在初学阶段，但已经能感受到这本书的价值，相信随着学习的深入，它一定能成为我掌握HFSS磁场分析的得力助手。期待后续章节能带来更多惊喜。

评分☆☆☆☆☆

我是一名研究生，目前的研究方向涉及到电磁场数值仿真。在寻找相关的学习资料时，偶然发现了这本书。初次接触HFSS，我对它的强大功能感到惊叹，但同时也感到有些无从下手。这本书恰好填补了我的这一需求。它的内容非常全面，从HFSS的基本操作、建模技巧，到各种电磁场理论的深入剖析，再到具体的应用实例，几乎涵盖了HFSS在磁场分析领域的所有重要方面。作者的讲解非常细致，即使是对于一些高级概念，也能通过清晰的图示和易懂的语言来阐述。我特别喜欢书中对于不同仿真设置的详细解释，这对于理解仿真结果的准确性和可靠性至关重要。而且，书中提供的案例研究，从实际的工程问题出发，一步步引导读者完成仿真，并对结果进行深入分析，这对于提升我的科研能力非常有帮助。我已经在书中的指导下，成功完成了几个关键的仿真任务，为我的论文研究提供了重要的支持。这本书无疑是我在HFSS学习道路上的一位良师益友。

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坦白说，我购买这本书，主要也是基于周围同事的推荐。大家都在用HFSS，而我却一直没有深入研究。这本书的内容，让我对HFSS有了更系统、更深入的认识。它不是一本简单的操作手册，而是更像一本“磁场分析的百科全书”。书中对于磁场相关的物理原理，比如麦克斯韦方程组、边界条件等，都有着非常扎实的理论铺垫，这对于理解仿真的本质非常重要。同时，书中对HFSS软件的精妙之处也进行了深入的挖掘，不仅仅是教你如何点击按钮，更是告诉你为什么这样设置，这样设置会带来什么影响。我最喜欢的是书中对于一些疑难杂症的解答，很多我在使用HFSS过程中遇到的问题，都能在这本书里找到答案，或者至少能给我提供解决问题的思路。而且，作者在讲解过程中，始终保持着一种严谨的学术态度，但又不失生动性，让我感觉是在和一位经验丰富的专家在交流。这本书的价值，远超我的预期，它不仅提升了我的软件操作技能，更重要的是，它深化了我对电磁场物理现象的理解。

评分☆☆☆☆☆

这本书对我而言，更像是一本“工具书”兼“指导书”。我是一名射频工程师，工作中经常会遇到与磁场相关的设计和优化问题，但对于HFSS这款专业软件的掌握程度一直停留在基础层面。所以，当看到这本书时，我立刻被其“磁场分析与应用实例”的定位所吸引。这本书的强大之处在于，它并没有仅仅停留在理论的陈述，而是将理论知识与HFSS软件的实际操作紧密结合。作者在讲解基本理论的同时，会立刻给出相应的软件实现方法，并且每个实例都配有详细的步骤和结果分析。我尤其欣赏书中关于电磁波传播、天线设计、耦合器等方面的应用实例，这些都是我工作中经常遇到的场景。通过学习书中提供的实例，我不仅学会了如何利用HFSS进行精确的磁场仿真，更重要的是，我学会了如何根据仿真的结果来指导我的设计和优化。这本书的讲解方式非常“落地”，不像有些学术书籍那样空泛，而是直接指向实际问题的解决。现在，我遇到新的设计问题时，都会下意识地翻阅这本书，从中寻找灵感和解决方案。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我购买这本书的初衷，更多的是抱着一种“了解一下”的心态。我之前对HFSS接触不多，主要是做一些偏向电路仿真的工作，对磁场分析的涉猎比较有限。但是，这本书的出版确实勾起了我的好奇心。当我拿到书后，首先吸引我的是其专业的排版和清晰的目录结构，给人一种严谨、可靠的感觉。随后的阅读体验更是让我惊喜。作者并没有一开始就抛出复杂的公式和晦涩的理论，而是循序渐进地引导读者进入磁场分析的世界。书中对HFSS软件本身的操作技巧和参数设置的讲解非常详细，甚至连一些新手容易忽略的细节都考虑到了。我尤其喜欢作者对不同应用场景的案例分析，这些案例不仅贴近实际工程需求，而且作者在分析过程中，会详细解释每一步操作的意图和背后的物理原理，这种“知其然，更知其所以然”的讲解方式，对于我这样的初学者来说，是极大的帮助。我已经尝试着跟着书中的例子进行了一些模拟，效果非常不错，也解决了之前一些困扰我的问题。这本书无疑为我打开了一扇新的大门，让我对HFSS在磁场分析领域的强大功能有了更直观的认识。

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