HFSS软件使用基础介绍PPT.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2,#,HFSS,软件使用基础介绍,1,2,1.HFSS,简介,2.HFSS,使用,3.,举例说明,4.,参考文件,目录,2,2025/4/30 周三,HFSS,（,High Frequency Simulator Structure,）是美国,Ansoft,公司开发的全波三维电磁仿真软件，采用有限元算法。,Windows,图形用户界面，简洁直观；,自动化的设计流程，易学易用；,稳定成熟的自适应网格剖分技术，结果准确；,1.HFSS,简介,3,2025/4/30 周三,航空、航天、电子、半导体等领域：,1.,射频和微波无源器件设计,2.,天线、天线阵列设计,3.,高速数字信号完整性分析,4.EMC/EMI,分析,5.,电真空器件设计,6.,目标特性研究和雷达反射截面仿真,7.,计算,SAR,8.,光电器件仿真设计,HFSS,的应用领域,4,2025/4/30 周三,2.1,工作环境介绍,2.2,建立,HFSS,工程的一般过程,2.HFSS,使用介绍,5,2025/4/30 周三,2.1,工作环境介绍,6,2025/4/30 周三,1.File,菜单：,管理,HFSS,工程文件以及进行打印操作,7,2025/4/30 周三,2.Edit,菜单：,修正,3D,模型及进行撤销和恢复等操作,8,2025/4/30 周三,3.View,菜单：显示,/,隐藏子窗口、更改模型显示方式,9,2025/4/30 周三,4.Project,菜单：添加设计文件，管理工程变量,10,2025/4/30 周三,5.Draw,菜单：添加设计文件，管理工程变量,11,2025/4/30 周三,6.Modeler,菜单：导入导出模型，模型布尔操作,12,2025/4/30 周三,7.HFSS,菜单：管理分析设置操作,13,2025/4/30 周三,8.Tools,菜单：修改当前物体材料的库文件，运行脚本文件,14,2025/4/30 周三,一般步骤：,1.,启动软件，新建设计工程；,2.,选择求解类型；,3.,创建参数化设计模型：构造几何模型,指定模型材料属性,分配边界条件,设置端口激励；,4.,求解设置：频率、收敛误差、扫频分析、网格剖分；,5.,设计检查和运行仿真计算；,6.,数据后处理：,S,参数、场分布、电流分布、谐振频率、品质因数、天线辐射方向图等。,2.2 HFSS,使用介绍,15,2025/4/30 周三,3.,举例说明,-,通道机磁场分布,16,2025/4/30 周三,1.,启动软件，新建设计工程；,注：“另存为”路径名不要带汉字,17,2025/4/30 周三,2.,选择求解类型；,【HFSS】,【Solution Type】Driven Modal,Driven Modal,模式驱动,求解类型：计算无源、高频结构的,S,参数时可选此项，如微带、波导、传输线结构；,Driven Terminal,终端驱动,求解类型：计算多导体传输线端口的,S,参数，由终端电压和电流描述,S,矩阵；,Eigemode,本征模,求解类型：主要用于谐振问题的设计，计算谐振结构的频率和场分布、谐振腔体的无载,Q,值。,18,2025/4/30 周三,3.,创建参数化设计模型：构造几何模型,指定模型材料属性,分配边界条件,设置端口激励,；,（,1,）构造几何模型,构造模型基本操作：,坐标,+,尺寸,+,布尔,+,变换,布尔运算,【Modeler】【Boolean】,合并,Unite,：多个物体生成一个物体；,相减,Subtract,：一个物体减去另一个物体；,相交,Intersect,：截取多个物体重叠部分；,分裂,split,：沿某坐标平面将物体分裂；,19,2025/4/30 周三,几何变换,【Edit】【Arrange】/【Duplicate】,平移,Move,：沿指定矢量线移动至新位置；,旋转,Rotate,：沿指定坐标轴转动；,镜像移动,Mirror,：移动物体至指定平面的镜像 位置；,沿线复制,Along line,：沿指定矢量线复制模型；,绕轴复制,Along Axis,：沿指定坐标轴复制模型；,镜像复制：沿指定镜面复制模型；,20,2025/4/30 周三,设置长度单位,【Modeler】,【Units】,设置,mm,为默认长度单位，模型具体单位可改,21,2025/4/30 周三,变量的使用,【Project】【Project Variables】,22,2025/4/30 周三,(2),指定模型材料属性,HFSS,软件自带材料库，用户也可以修改其中的材料属性或者向材料库添加新材料。,选中模型：,【Modeler】【Assign Material】,23,2025/4/30 周三,（,3,）,分配边界条件,天线处在空气中，新建一个空气块包围住天线，作为求解电磁场的空间，在空气块表面设置“辐射边界条件”，模拟开放的自由空间，常用于天线分析。,注：为保证计算准确度，辐射边界距离辐射体不小于,1/4,工作波长。,24,2025/4/30 周三,选中空气块：,【HFSS】【Boundaries】【Assign】【Radiation】,Name,项自己命名或者直接采用默认。,25,2025/4/30 周三,（,4,）,设置端口激励,HFSS,中最常用：,波端口激励,Wave Port,、,集总端口激励,Lumped Port,。同轴线端使用集总端口激励即可，设置端口阻抗为,50,。,建好的同轴线模型,26,2025/4/30 周三,【Draw】【Circle】,新建一个非实体圆形面作为集总端口平面,27,2025/4/30 周三,选中该圆形面,【HFSS】【Excitations】【Assign】【Lumped Port】,将该圆形面上指定为集总端口平面,28,2025/4/30 周三,根据实际场分布绘制集总端口终端线：由同轴线内芯外表面指向屏蔽层内表面,29,2025/4/30 周三,4.,求解设置：频率、收敛误差、扫频分析、网格剖分,（,1,）,频率和收敛标准设置：,【HFSS】【Analysis Setup】【Add Solution Setup】,输入频率：,13.56MHz,30,2025/4/30 周三,自适应网格剖分过程中，每次网格细化的迭代过程叫做一个,Pass,，,HFSS,会基于当前网格计算出的,S,参数（或能量,E,、频率,F,），和上一次计算结果比较，如果求出的误差,S,小于设置的收敛标准，表示解已经收敛，自适应网格剖分计算完成。波端口激励和集总端口激励问题使用,S,作为收敛误差的判断标准。,网格细分前后的,S,小于,Maximum Delta S,设定值时，停止继续细化，否则网格细化会一直进行下去，直到设定的最大迭代次数为止。,31,2025/4/30 周三,（,2,）扫频分析：分析某个频段内,S,参数和场解,【HFSS】【Analysis Setup】【Add Solution Setup】,32,2025/4/30 周三,三种扫频类型：,快速扫频、离散扫频、插值扫频,经验准则：,fmax/fmin4,：快速扫频,fmax/fmin4,：插值扫频,离散扫频使用较少,33,2025/4/30 周三,5.,设计检查和运行仿真计算,（,1,）设计检查,【HFSS】【Validation Check】,34,2025/4/30 周三,（,1,）,运行仿真计算,【HFSS】【Analyze All】,右下角进度窗口：,Running,左下角信息管理窗口：,completion,35,2025/4/30 周三,6.,数据后处理：场分布绘制,（,1,）建立观察,非实体平面,【Draw】【Plane】,36,2025/4/30 周三,（,2,）选中该,非实体平面，,右键“,Field Overlays,”，选择磁场强度,H,的瞬时值,Mag_H,37,2025/4/30 周三,单击,Done,38,2025/4/30 周三,计算完成，双击彩虹显示框可以设置显示方式,39,2025/4/30 周三,40,2025/4/30 周三,41,2025/4/30 周三,动态演示：,右键想查看的结果，选择“,Animate,”，添加新动态演示或者删除之前的设定。,42,2025/4/30 周三,43,2025/4/30 周三,编辑激励源的幅度和相位：,右键“,Field Overlays,”，选择“,Edit Sources,”,选择两个天线之间的相位差和功率,44,2025/4/30 周三,偏实用：,HFSS,电磁仿真设计应用详解,，李明洋著，人民邮电出版社，注重软件使用,偏理论：,HFSS,原理与工程应用,，谢拥军著，科学出版社，注重,HFSS,原理等，理论性较强,更多实例见参考书,4.,参考文件,45,2025/4/30 周三,谢谢大家！,欢迎探讨！,46,2025/4/30 周三,