HFSS主從邊界條件（HFSS Master and Slave）

        HFSS中，主從邊界條件（Master and Slave）也稱為關聯邊界條件（Linked Boundary Condition，簡稱LBC），用于模擬平面周期結構表面。主從邊界條件包括主邊界和從邊界兩種邊界條件，二者總是成對出現的，且主邊界表面和從邊界表面的形狀、大小和方向必須完全相同，主邊界表面和從邊界表面上的電場存在一定的相位差，該相位差就是周期性結構相鄰單元之間存在的相位差。
       在定義主從邊界條件時，可以直接指定主從邊界表面的相位差；或者通過指定掃描角phi和theta，由軟件自動計算主從邊界表面的相位差。
       在HFSS中，建立一對主、從邊界表面，除了要求主、從邊界表面形狀大小完全相同外，還必須使用UV相對坐標系來設置主、從邊界表面的方向，以保證主從邊界表面方向的一致性。以圖1為例，雖然圖中的主從邊界表面形狀相同、大小相等，但是從圖1最右側的旋轉之后的結果圖形可以看出，由于U、V坐標系方向設置有誤，導致圖示主、從邊界表面并不匹配。要使圖中的主、從邊界表面完全匹配，相應的從坐標系需要沿逆時針旋轉90°，以保證U、V方向軸方向一致。因此，用戶在設置主從邊界條件時，需要注意主從邊界UV坐標軸方向的正確設置。

圖5.17  主、從邊界UV坐標系說明示意圖

        設置主從邊界條件時，主邊界和從邊界是分開單獨設置的，下面以圖2左側圖示的長方體為例，把長方體的左右兩側表面分別設置為一對主從邊界條件。

 
圖2  主從邊界設置前后示意圖

        首先，把長方體的左側表面設置為主邊界條件，操作步驟如下。
        （1）選中長方體的左側表面。
        （2）從主菜單欄選擇【HFSS】→【Boundaries】→【Assign】→【Master】操作命令，或者在三維模型窗口內單擊鼠標右鍵，從彈出菜單中選擇【Assign Boundary】→【Master】操作命令，打開圖3所示的主邊界條件設置對話框。

圖3 主邊界設置對話框

        （3）在該對話框中，Name欄輸入主邊界條件的名稱，其默認名稱為Mastern，這里使用其默認名稱Master1；Coordinate System欄用來設置主邊界表面U、V坐標軸的方向，從U Vector項下拉列表中選擇New Vector，進入三維模型窗口，設置主邊界表面U坐標軸方向；U坐標軸方向設置好后，V坐標軸默認方向是U坐標軸逆時針旋轉90°，如果選中Reverse Direction復選框，則V坐標軸方向變為U坐標軸順時針旋轉90°。最后，單擊 按鈕，完成主邊界條件的設置。
        （4）設置完成后，主邊界條件的名稱Master1會自動添加到工程樹中的Boundaries節點下。

        設置好主邊界條件后，接下來把長方體的右側表面設置為與該主邊界條件相對應的從邊界條件。設置從邊界條件的操作步驟如下。
        （1）選中長方體的右側表面。
        （2）從主菜單欄選擇【HFSS】→【Boundaries】→【Assign】→【Slave】操作命令，或者在三維模型窗口內單擊鼠標右鍵，從彈出菜單中選擇【Assign Boundary】→【Slave】操作命令，打開如圖4所示的從邊界條件設置對話框。

 
圖4 從邊界條件設置對話框之一

        （3）在該對話框中，Name項輸入從邊界條件的名稱，其默認名稱為Slaven；Master項是選擇與該從邊界條件相對應的主邊界條件，從下拉列表中選擇上面定義的主邊界條件名稱Master1；Coordinate System欄用來設置從邊界表面U、V坐標軸的方向，其設置方法與主邊界條件的設置方法相同，需要說明的是從邊界的U、V坐標軸方向需要與主邊界表面的U、V坐標軸方向保持一致。然后單擊 按鈕，打開圖5所示的對話框。

 
圖5 從邊界條件設置對話框之二

        （4）圖5所示的對話框用來設置從邊界表面上的電場和主邊界表面上的電場之間的相位差。可以用兩種方式設定主、從邊界表面上電場之間的相位差。其中，一種方式是選中對話框中的Use Scan Angles To Calculate Phase Delay單選按鈕，設定掃描角phi和Theta的值，然后HFSS在求解時計算出相位差，另一種方式是選中對話框中的Input Phase Delay單選按鈕，直接輸入相位差。設置好相位差后，單擊確定按鈕，完成從邊界的設置。
        （5）設置完成后，從邊界條件的名稱也會自動添加到工程樹中的Boundaries節點下。
        上面的圖2右側圖給出了長方體模型左右兩側表面設置為主從邊界條件后的示意圖。