HFSS波导仿真实验(课堂PPT).ppt

电磁场与电磁波上机实验华中科技大学光学与电子信息学院电磁场与电磁波课程组2014年11月1日12基于基于HFSS的金属波导电磁特性仿真实验的金属波导电磁特性仿真实验了解HFSS仿真的基本原理、操作步骤实验目的实验目的会利用HFSS对金属波导的导波特性进行仿真画出波导内模式的电磁场分布，理解波导中的模式、单模传输、色散与截止频率22024/6/27 周四基于基于HFSS的金属波导电磁特性仿真实验的金属波导电磁特性仿真实验 实验内容（实验内容（2选选1）1.在HFSS中完成圆波导的设计与仿真，要求完成电场、磁场、面电流分布、传输曲线、色散曲线和功率的仿真计算。提示：2.横截面为任意形状的波导（矩形波导与圆波导除外）仿真分析，要求同上。32024/6/27 周四基于基于HFSS的金属波导电磁特性仿真实验的金属波导电磁特性仿真实验 实验时间安排实验时间安排 电子1201、1205:周五（11月7日）晚上7:00-9:00；电子1202、1203:周日（11月9日）晚上7:00-9:00；电子1204、1206:周一（11月10日）晚上7:00-9:00；实验地点实验地点 南5楼一楼大学生公共项目实验室 42024/6/27 周四基于基于HFSS的金属波导电磁特性仿真实验的金属波导电磁特性仿真实验 实验要求实验要求 1、独立、认真上机操作。2、详细记录实验过程。3、能对实验结果进行简单、定性分析 4、12月5日前提交实验报告。（格式见参考模板）52024/6/27 周四HFSS的设计与求解的设计与求解新建工程新建工程设置求解类型设置求解类型剖分细化网格剖分细化网格设置材料类型设置材料类型设置边界条件设置边界条件设置端口激励设置端口激励求解设置：求解设置：求解频率，扫频设置求解频率，扫频设置设计模型设计模型结果是否收敛结果是否收敛是否需要扫频是否需要扫频求解求解数据后处理：数据后处理：查看参数，场分布等查看参数，场分布等扫频分析扫频分析是是否否对对象象建建模、模、建建立立波波动动方方程程及及边边界界条条件件场方程，波方程的求解过程场方程，波方程的求解过程计算结果，项目的后处理计算结果，项目的后处理62024/6/27 周四HFSS界面界面72024/6/27 周四矩形波导示意图矩形波导示意图矩形波导的结构如图1，波导内传播的电磁波可分为TE模和TM模。82024/6/27 周四矩形波导矩形波导TE10模的电磁场分布模的电磁场分布92024/6/27 周四矩形波导中模式的截止和传播规律矩形波导中模式的截止和传播规律102024/6/27 周四HFSS设计流程设计流程图图2 HFSS窗口窗口112024/6/27 周四1）设置求解类型Driven Modal（模式激励）。在菜单中点击HFSSSolution Type，出现Solution Type窗口，选择Driven Modal（如图3），点击OK(窗口的界面会因HFSS版本号的不同而有所差异)。HFSS设计流程设计流程图图3 设置求解类型设置求解类型Solution Type窗口窗口122024/6/27 周四HFSS设计流程设计流程图图4 设置模型单位设置模型单位Set Model Units窗口窗口132024/6/27 周四HFSS设计流程设计流程142024/6/27 周四HFSS设计流程设计流程152024/6/27 周四HFSS设计流程设计流程图图7162024/6/27 周四HFSS设计流程设计流程172024/6/27 周四HFSS设计流程设计流程图图8 select faces界面界面182024/6/27 周四HFSS设计流程设计流程图图9 select by name界面界面192024/6/27 周四HFSS设计流程设计流程图图10 select face界面界面202024/6/27 周四HFSS设计流程设计流程图图11 Perfect E边界条件设置边界条件设置212024/6/27 周四HFSS设计流程设计流程222024/6/27 周四HFSS设计流程设计流程图图12 设置设置wave port界面界面232024/6/27 周四HFSS设计流程设计流程242024/6/27 周四HFSS设计流程设计流程扫频设置252024/6/27 周四HFSS设计流程设计流程262024/6/27 周四HFSS设计流程设计流程传输曲线传输曲线272024/6/27 周四HFSS设计流程设计流程282024/6/27 周四HFSS设计流程设计流程292024/6/27 周四HFSS设计流程设计流程图图13 波导中的电场分布波导中的电场分布302024/6/27 周四HFSS设计流程设计流程图图14 波导中的波导中的磁磁场分布场分布图图15 波导的面电流分布波导的面电流分布312024/6/27 周四HFSS设计流程设计流程322024/6/27 周四HFSS设计流程设计流程332024/6/27 周四