新书上市《玩转高速电路：基于ANSYS HFSS的无源仿真实例》评论赠书

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近日，本公 众号后台粉丝留言，经机械工业出版社公开出版发行，由武宁 、刘翔宇、刘强编著的《玩转高速电路：基于ANSYS HFSS的无源仿真实例》，于2025年11月初全面上市。它主要介绍使用HFSS进行无源仿真的方法，使读者了解高速电路中无源仿真的过程及信号完整性的基础知识。

本书内容涉及信号完整性基础知识、HFSS的基础操作、无源仿真实例的分析。书中介绍了如何使用HFSS对单端信号传输线、单端信号过孔、差分信号传输线和差分信号过孔等实例进行仿真，同时也综合介绍了3类典型实例，包括典型走线实例、典型过孔实例和典型孔线实例，讲解了仿真参数设置对仿真结果的影响。读者可以再熟悉HFSS操作的同时体会无源仿真的思路，为自己设计高速电路打下基础。

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01    

行业困局：高频浪潮下的信号完整性危机    

“现在的电路设计，频率一上去，之前的经验全不管用了。” 某通信设备公司资深工程师的吐槽，道出了当下电子行业的普遍焦虑。  

随着 5G 基站密度持续提升、AI 服务器算力向 E 级突破、毫米波雷达向消费电子渗透，电子设备正朝着 “更高频率、更大带宽、更低功耗” 的方向狂飙 —— 信号传输速率从 10Gbps 跃升至 100Gbps 乃至更高，工作频率突破 6GHz 进入毫米波领域，而器件尺寸却在不断微型化。

这股技术浪潮催生了致命的 “隐形杀手”：信号完整性（SI）问题。曾经被低频电路忽略的信号反射、串扰干扰、高频衰减等问题，如今已成为决定产品成败的关键。某无人机企业曾因差分信号线串扰问题，导致批产机型出现数据传输丢包，直接造成千万元级损失；某芯片设计公司在 7nm 封装环节，因过孔参数设计不合理，使芯片高频性能衰减 30%，错失上市窗口期。

行业数据显示，超过 60% 的高速电路设计返工源于无源器件的性能失控，而传统 “试错法” 成本已高到难以承受 —— 一套高端高速 PCB 打样费用超万元，迭代周期长达 2-3 周，在快速迭代的市场竞争中根本没有试错空间。此时，基于 ANSYS HFSS 的无源仿真技术，成为破解困局的核心钥匙。这款基于有限元法的行业标准工具，能精准求解复杂结构的电磁场分布与散射参数，将信号完整性问题扼杀在设计阶段，使研发周期缩短 40% 以上，成本降低 50%。

02    

工具破局-HFSS 无源仿真的核心价值    

在高频电路设计领域，HFSS 早已不是 “可选工具”，而是 “必备能力”。其核心价值体现在三个维度的精准把控上：

 

电磁场级的精准预判  

不同于传统电路仿真仅关注电压电流，HFSS 直接深入电磁场层面，通过求解麦克斯韦方程组，还原信号在三维空间中的传播轨迹。在 5G 基站的天线馈线设计中，它能提前预判不同介质层对信号的衰减规律；在 AI 芯片的封装布线中，可精准计算相邻信号线的串扰强度，甚至能模拟温度变化对电磁场分布的影响。这种 “透视级” 的分析能力，让设计师能在建模阶段就发现潜在问题。

 

全参数的量化优化  

高速电路的性能与几何参数、材料属性等数十个变量相关：传输线的线宽差 0.1mm 可能导致阻抗失配，过孔半径增加 0.2mm 就会引发信号反射。HFSS 的参数化建模功能可将这些变量关联起来，通过扫描分析找到最优组合。某射频器件厂商通过 HFSS 对滤波器的腔体尺寸进行参数优化，使带外抑制比从 40dB 提升至 65dB，一次通过测试验证。

 

复杂场景的高效适配  

从毫米波雷达的天线阵列到汽车电子的高速连接器，HFSS 能应对各类复杂场景。其自适应网格划分技术可根据模型复杂度智能分配计算资源，在保证精度的同时提升效率；完美匹配层（PML）边界条件的设置，能精准模拟开放空间中的电磁波辐射，解决电磁兼容性（EMC）难题。在新能源汽车的车载雷达设计中，工程师借助 HFSS 仿真消除了雷达与车载通信系统的干扰，通过率从 30% 提升至 100%。

但长期以来，HFSS 的学习门槛让许多工程师望而却步：复杂的边界条件设置、晦涩的求解器参数、海量的后处理数据，仅凭软件说明书根本无法掌握。而《玩转高速电路：基于 ANSYS HFSS 的无源仿真实例》的出现，恰好填补了 “工具能力” 与 “工程需求” 之间的鸿沟。

03    

一本能直接落地的实战指南    

由武宁、刘翔宇、刘强三位资深工程师编著的《玩转高速电路：基于 ANSYS HFSS 的无源仿真实例》，并非枯燥的软件教程，而是一本紧贴工程实际的 “问题解决方案手册”。全书 9 章内容形成完整闭环，从基础操作到综合实战，将 HFSS 的核心能力拆解为可直接复用的方法与实例。

 

1. 方法论革新：先预测，再仿真  

书中最亮眼的突破，是贯穿始终的 “先预测 — 再仿真 — 后验证” 实战逻辑。不同于传统教材 “先操作后理解” 的模式，本书要求读者先通过信号完整性基础知识预判结果趋势，再用软件验证，最后对比修正认知。例如在传输线仿真章节，先根据介电常数、线宽等参数计算理论阻抗，再在 HFSS 中建模求解，通过 S 参数对比偏差原因，这种 “理论 - 实操 - 复盘” 的闭环，让学习者不仅知其然，更知其所以然。

 

2. 内容设计：从基础到实战的全场景覆盖  

全书结构层层递进，堪称高速电路无源仿真的 “百科全书”：

基础入门篇（第 1 章）：从新建工程、绘制模型到材料属性设置、解算参数配置，一步一图手把手教学，即使零基础读者也能快速掌握 HFSS 2024 R1 的核心操作；

核心元件篇（第 2-5 章）：聚焦单端 / 差分传输线、过孔等高频电路 “核心器官”，详细拆解不同线宽、间距、反焊盘大小对性能的影响。以差分过孔仿真为例，书中对比了 3 种间距、2 种半径的 12 组仿真数据，直观展示参数变化与串扰的关联规律；

参数进阶篇（第 6 章）：直击工程师最易踩坑的求解器设置环节，解析 Solution Types、Delta S 等关键参数的优化技巧，避免 “仿真结果与实测差 10 倍” 的尴尬；

综合实战篇（第 7-9 章）：聚焦 BGA 区域布线、蛇形绕线、地孔错位等 8 类工程高频场景，提供完整仿真流程与结果分析，可直接作为项目参考模板。

 

3. 配套资源：让学习效率翻倍  

作为实操性极强的指南，本书的配套服务堪称 “业界良心”：采用全彩印刷技术，电磁场分布图、S 参数曲线等细节清晰可辨；提供全书所有实例的工程文件下载，读者无需从头建模，直接调用文件即可跟着操作；更包含参数优化思路、常见错误排查等 “隐藏干货”，大大缩短从学习到应用的周期。

无论你是刚入行的电子工程新人，还是深耕多年的资深设计师，这本书都能带来切实价值：

（1）对于高校学生，它能将课堂上抽象的电磁场理论转化为具象的仿真实践，为求职增添核心竞争力；

（2）对于初级工程师，可通过基础章节快速上手 HFSS，避免在参数设置上走弯路；

对于资深设计师，综合实战案例能提供解决复杂场景问题的新思路，突破技术瓶颈。

（3）某消费电子企业的 PCB 工程师试用后评价：“之前解决跨参考平面走线的串扰问题，花了 3 周试错 3 次打样；现在跟着书中案例仿真优化，1 天就找到最优方案，实测完全达标。”

总之，在 5G 与 AI 驱动的技术革命中，掌握 HFSS 无源仿真已成为电子工程师的 “核心竞争力”。这本兼具理论深度与实战价值的指南，或许就是你突破设计瓶颈、抢占技术先机的关键。赶紧参与活动，把这本 “高速电路救星” 带回家吧！

来源：仿真秀App