一. 边界条件(Boundry Conditions)
1. 理想电边界(Perfect-E)
理想电边界即理想导体边界. 电荷可在其中自由移动. 边界内电场为0, 边界上可存在面电荷, 面电流, 从而使外界电场分量垂直与边界, 磁场方向平行与边界. 在hfss design 中任何与背景相邻接的部分会被默认为Perfect-E 边界（outer ）
对于矩形波导, 若将波导终端端面设置为Perfect-E, 由于波导内电场平行于端面, 在边界处被置0, 即入射波与反射波在端面处摸值相等, 相位相反, 叠加为0, 由于V 是对电场强度的积分, 则端面处电压为0, 相当与短路,vswr 趋于无穷大.
以下是对这一过程的仿真, 其中矩形波导a=1.5mm, b=1mm, H 10模截止频率为100Ghz 取f=120Ghz 满足单模传输。λg =4.52267mm.取波导长度为18.09068mm=4*λg , 将端面设置为Perfect-E 进行测试。
图1-1 矩形波导主模传输终端设为Perfect-E 时电场分布
从图1-1可见在端面处电场切向方向为0
图1-2矩形波导主模传输终端设为Perfect-E 时输入端Smith Chart
L=1/4* g 可见负载端阻抗接近于开路。
2．理想磁边界（Perfect-H ）
理想磁边界即理想磁导体，用电磁场理论中的磁荷模型进行分析即磁荷可以在理想磁导体自由移动，理想磁导体中磁场为0，边界上可聚集面磁荷，面磁流，从而使磁场方向垂直于边界。电场方向与边界相切。
对应于矩形波导终端Perfect-H 边界使得磁场垂直于边界，置切向磁场为0，由于电流是切向磁场的积分，故边界使电流为0，而切向电场存在，负载处电压不为0。故Z L 趋向于无穷，vswr 趋向于无穷，相当于终端开路。
以下是对这一过程仿真。波导参数与上例中完全相同。端面边界设置为Perfect-H. 从图2-1中可看出端面处磁场垂直于端面，切向磁场分量为0。
图2-1矩形波导主模传输终端设为Perfect-H 时磁场分布
图2-2矩形波导主模传输终端设为Perfect-H 时Smith Chart
从图2-2可以看出终端接近于开路。
3．辐射边界（radiation boundry）
现实中电磁波在无界的自由空间中传播，而计算机仿真时只能对有限空间进行分析，因此hfss 设计了radiation boundry对无限的自由空间进行模拟。辐射边界又指吸收边界（不
同于pml ）系统在辐射边界处吸收来波，本质上将边界扩展到无限远，达到对自由空间的模拟。在design 中包含辐射边界时，远场（far field）将会自动作为仿真的一部分进行。
根据辐射边界的原理，如果把自由空间等效为波导，则辐射边界相当于此波导末段的匹配负载。
现若将矩形波导末端设置为辐射边界，则根据理论分析，S 11= Γ=
E T H
T
Z L -Z 0Z L +Z 0
将Z L 定
义为自由空间波阻抗η0，而Z L 定义为巨型波导中主模的波阻抗η=
η，则
S
11=
将上面例子数据带入（a=1.5mm,f=120Ghz） 求得S 11理论值应为
0.288 VSWR=1.809 负载为纯电阻归一化阻抗应为R=0.5528 位于波节点。 对以上模型进行仿真得到如下结果
.
图3-1 矩形波导终端设置辐射边界时mag(S11) (120Ghz)
从图中可读出mag(S11)=０.289与理论值吻合。
图３-2矩形波导主模传输终端设为辐射边界时输入端Smith Chart
从图中可读出 VSWR=1.812 ,R=0.553 与理论值相符合
4．Pml 边界（Perfect Matched Layer）
Pml 是一种虚构的边界条件，它能讲入射到其上的电磁波完全吸收。在波导终端设置pml 时pml 的厚度是一个关键参数，hfss 给出了自动计算公式，然而通过实验，我发现这个结果并不十分理想。个人认为设置厚度应略小于1/2 g ，如要达到满意效果需采用参数扫描的办法获得较为合适的厚度。下图为在1.5mm*1mm 120Ghz 频率下对厚度进行参数扫描分析的结果。
一. 边界条件(Boundry Conditions)
1. 理想电边界(Perfect-E)
理想电边界即理想导体边界. 电荷可在其中自由移动. 边界内电场为0, 边界上可存在面电荷, 面电流, 从而使外界电场分量垂直与边界, 磁场方向平行与边界. 在hfss design 中任何与背景相邻接的部分会被默认为Perfect-E 边界（outer ）
对于矩形波导, 若将波导终端端面设置为Perfect-E, 由于波导内电场平行于端面, 在边界处被置0, 即入射波与反射波在端面处摸值相等, 相位相反, 叠加为0, 由于V 是对电场强度的积分, 则端面处电压为0, 相当与短路,vswr 趋于无穷大.
以下是对这一过程的仿真, 其中矩形波导a=1.5mm, b=1mm, H 10模截止频率为100Ghz 取f=120Ghz 满足单模传输。λg =4.52267mm.取波导长度为18.09068mm=4*λg , 将端面设置为Perfect-E 进行测试。
图1-1 矩形波导主模传输终端设为Perfect-E 时电场分布
从图1-1可见在端面处电场切向方向为0
图1-2矩形波导主模传输终端设为Perfect-E 时输入端Smith Chart
L=1/4* g 可见负载端阻抗接近于开路。
2．理想磁边界（Perfect-H ）
理想磁边界即理想磁导体，用电磁场理论中的磁荷模型进行分析即磁荷可以在理想磁导体自由移动，理想磁导体中磁场为0，边界上可聚集面磁荷，面磁流，从而使磁场方向垂直于边界。电场方向与边界相切。
对应于矩形波导终端Perfect-H 边界使得磁场垂直于边界，置切向磁场为0，由于电流是切向磁场的积分，故边界使电流为0，而切向电场存在，负载处电压不为0。故Z L 趋向于无穷，vswr 趋向于无穷，相当于终端开路。
以下是对这一过程仿真。波导参数与上例中完全相同。端面边界设置为Perfect-H. 从图2-1中可看出端面处磁场垂直于端面，切向磁场分量为0。
图2-1矩形波导主模传输终端设为Perfect-H 时磁场分布
图2-2矩形波导主模传输终端设为Perfect-H 时Smith Chart
从图2-2可以看出终端接近于开路。
3．辐射边界（radiation boundry）
现实中电磁波在无界的自由空间中传播，而计算机仿真时只能对有限空间进行分析，因此hfss 设计了radiation boundry对无限的自由空间进行模拟。辐射边界又指吸收边界（不
同于pml ）系统在辐射边界处吸收来波，本质上将边界扩展到无限远，达到对自由空间的模拟。在design 中包含辐射边界时，远场（far field）将会自动作为仿真的一部分进行。
根据辐射边界的原理，如果把自由空间等效为波导，则辐射边界相当于此波导末段的匹配负载。
现若将矩形波导末端设置为辐射边界，则根据理论分析，S 11= Γ=
E T H
T
Z L -Z 0Z L +Z 0
将Z L 定
义为自由空间波阻抗η0，而Z L 定义为巨型波导中主模的波阻抗η=
η，则
S
11=
将上面例子数据带入（a=1.5mm,f=120Ghz） 求得S 11理论值应为
0.288 VSWR=1.809 负载为纯电阻归一化阻抗应为R=0.5528 位于波节点。 对以上模型进行仿真得到如下结果
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图3-1 矩形波导终端设置辐射边界时mag(S11) (120Ghz)
从图中可读出mag(S11)=０.289与理论值吻合。
图３-2矩形波导主模传输终端设为辐射边界时输入端Smith Chart
从图中可读出 VSWR=1.812 ,R=0.553 与理论值相符合
4．Pml 边界（Perfect Matched Layer）
Pml 是一种虚构的边界条件，它能讲入射到其上的电磁波完全吸收。在波导终端设置pml 时pml 的厚度是一个关键参数，hfss 给出了自动计算公式，然而通过实验，我发现这个结果并不十分理想。个人认为设置厚度应略小于1/2 g ，如要达到满意效果需采用参数扫描的办法获得较为合适的厚度。下图为在1.5mm*1mm 120Ghz 频率下对厚度进行参数扫描分析的结果。