ANSYS_HFSS_Antenna_L03_0_Post_Processing

Ansoft HFSS 教學> Patch Antenna1.Create andSet Up theDesignOpen HFSS：雙擊桌面上的HFSS 10 icon打開程式後，各顯示區域如下圖所示Select a Solution Type：HFSS \ SolutionType \ Driven Modal這些solution type差異在哪裡? HFSS提供一種on-line help方法，先按"Shift+F1"讓滑鼠游標出現問號，然後指向HFSS \ Solution Type 點一下，就會看到說明。

一般Wave port使用[Driven Modal]，Lump port使用1.Create and Set Up the Design2.Create the Model3.Set Up and Generate Solutions3.1 Set Variables3.2 Set Material3.3 Assign Boundary and Radiation3.4 Add Solution Setup3.5 Validation Check and Analyzepare and Optimize the Design4.1 Check S11 Plot (Return Loss)看共振頻率, 常用的觀察指標4.2 Far-Field Radiation Pattern平面方向圖, 看增益與輻射場型, 常用的觀察指標4.3 3D Far-Field Plot立體方向圖, 看看增益與輻射場型, 常用的觀察指標4.4 Far-Field Overlays4.5 Smith Chart (史密斯圖)4.6 Parametric Analyze4.7 Optimize Solution求軸比(前後比,F/B)=1的最佳[Driven Terminal]。

Set the Drawing Units：3D Modeler \ UnitesSave the New Project：File \ Save As2. Create the Model此例總共要畫兩個長方體(Box)，兩個長方形(Rectangle)，一個圓柱體(Cylinder)，一個圓形(Circle)，兩個多邊形(三角形)Draw Box：Draw \ BoxSet Properties of BoxAttribute"標籤頁裡，可以設定名稱、材料、顏色、透明度...等參數。

Ansoft HFSS 的边界条件用Ansoft HFSS求解的波动方程是由微分形式的麦克斯韦方程推导出来的。

在这些场矢量和它们的导数是都单值、有界而且沿空间连续分布的假设下，这些表达式才可以使用。

在边界和场源处，场是不连续的，场的导数变得没有意义。

因此，边界条件确定了跨越不连续边界处场的性质。

作为一个 Ansoft HSS 用户你必须时刻都意识到由边界条件确定场的假设。

由于边界条件对场有制约作用的假设，我们可以确定对仿真哪些边界条件是合适的。

对边界条件的不恰当使用将导致矛盾的结果。

当边界条件被正确使用时，边界条件能够成功地用于简化模型的复杂性。

事实上，Ansoft HSS 能够自动地使用边界条件来简化模型的复杂性。

对于无源RF 器件来说，Ansoft HSS 可以被认为是一个虚拟的原型世界。

与边界为无限空间的真实世界不同，虚拟原型世界被做成有限的。

为了获得这个有限空间， Ansoft HSS使用了背景或包围几何模型的外部边界条件。

模型的复杂性通常直接与求解问题所需的时间和计算机硬件资源直接联系。

在任何可以提高计算机的硬件资源性能的时候，提高计算机资源的性能对计算都是有利的。

§2.2 一般边界条件有三种类型的边界条件。

第一种边界条件的头两个是多数使用者有责任确定的边界或确保它们被正确的定义。

材料边界条件对用户是非常明确的。

1、激励源波端口（外部）集中端口（内部）2、表面近似对称面理想电或磁表面辐射表面背景或外部表面3、材料特性两种介质之间的边界具有有限电导的导体§2.3 背景如何影响结构所谓背景是指几何模型周围没有被任何物体占据的空间。

任何和背景有关联的物体表面将被自动地定义为理想的电边界（Perfect E）并且命名为外部（outer）边界条件。

你可以把你的几何结构想象为外面有一层很薄而且是理想导体的材料。

如果有必要，你可以改变暴露于背景材料的表面性质，使其性质与理想的电边界不同。

2 创建天线项目Create the Antenna Project本章中你的目标是：●创建一个用于存放样本问题的项目目录。

●创建一个项目用于保存天线问题。

时间：完成这章的内容总共大约要10分钟。

进入项目管理区为了进入Ansoft HFSS，你必须首先进入Maxwell Control Panel。

在这里可以为所有的Ansoft的产品创建和打开项目。

进入项目管理区：1.选择下列中的一步进入Maxwell Control Panel：●如果是在UNIX工作台，在提示符下键入命令：maxwell &●在PC机上，在Maxwell的图标上双击鼠标左键。

Maxwell Control Panel如下图所示：如果不能出现，可以到安装向导中去查找可能的原因。

2.单击PROJECTS按钮进入项目管理区。

注意: 从现在开始，当你被要求去选择一个按钮或命令时，就单击它。

项目管理Project manager的界面如下所示：创建项目目录在使用Ansoft HFSS求解时，第一步就是要创建一个目录和项目，用于存储与问题相关的数据。

一个项目目录包括用Ansoft软件创建项目的特定系列。

你可以使用项目目录对项目进行任意分类。

例如，你也许想在一个项目目录下存储与某一特定用途有关的所有项目，那么，你可以在缺省目录下建立一个项目目录。

Project manager应该仍然在屏幕上显示，你可以为使用getting started向导为你创建的项目加getstart目录。

注意：如果你已经通过另一getting started指南创建了项目目录，直接跳到“Creat a Project”这一步。

为样本例子加一个项目目录：1．在窗口左上方的Project Directory中选择Add。

就会出现下图所示的窗口，列出了目录和子目录：2．在Alias中输入语句：getstart3．选择Make New Directory.4．选择OK.在当前缺省的项目目录下创建getstart目录，并且getstart现在出现在Projects块中。

第三章Ansoft HFSS 使用介绍3. 1工作环境介绍要应用Ansoft HFSS软件来分析高频电磁场问题，首先要熟悉HFSS 的工作环境。

Ansoft HFSS软件的典型工作环境如图 1所示。

该工作环境窗口由菜单栏、工具栏、状态栏、工程管理窗口、特性窗口、 进度窗口和信息管理窗口几部分组成。

3D 模型窗口进度窗口3. 1 . 1菜单栏菜单栏中包含了 File 、Edit 、View 、Project 、Draw 、3D Model 、HFSS 、Tools 、Windows 、Help 等下拉菜单，这些下拉菜单包含了所有的HFSS 操作和命令。

1.1.1 File 菜单：管理HFSS 工程文件以及打印操作。

菜单栏——_ 工具栏 ______工程管 理窗口特性窗口ZaU E-L*- Ki-^- tri-j*ci ■■ 耳 心址* T□ •打 ^ £ • >曲•鼻«hU-W P 曰卜T*r* ■ 1)4 4]HI iF审 l|!> MM*ri«life IHF^-L*i^. h A Sto dba ft S * * * ft< 9 n M iJ * bt0 it .0 rs > ari £]!*刖■lhai+ i*?idjEn>H-L状态栏信息管理窗口□世郎 Ctrl+HOpsn, . . Ctrl+0Close H SaveCtrl+5Save As.』_A E Tecbnoloigy FilePrint PreviewS Erird …. Ctrl+T1 E AKFSSpjt\Froject5. hfn2 E ： VWSSpj tVPatchkrray.3 K:\HFSSpj t\Fraj»t4. hfEE4 EAKFSSpjt\Projec-t3. h£*至 E:\HfSSpjt\Frojtct2. hf 宝& E 2 MffSSpj iVpatclL hfs sI E:\HFSSpjt\PIF^. hfss 3 I:Vsj^. hfn K M I t1.1.2 Edit 菜单：修正3D 模型及撤销和恢复等操作。

第一章用HFSS仿真微波传输线和元件 01.1 Ansoft HFSS概述 01.1.1 HFSS简介 01.1.2 HFSS的应用领域 (1)1.2 HFSS软件的求解原理 (1)1.3 HFSS的基本操作介绍 (3)1.3.1 HFSS的操作界面和菜单功能介绍 (3)1.3.2 HFSS仿真分析基本步骤 (4)1.3.3 HFSS的建模操作 (5)1.4 HFSS设计实例1——矩形波导的设计 (10)1.4.1 工程设置 (10)1.4.2 建立矩形波导模型 (11)1.4.3 设置边界条件 (12)1.4.4 设置激励源wave port (14)1.4.5 设置求解频率 (15)1.4.6 计算及后处理 (15)1.4.7 添加电抗膜片 (17)1.5 HFSS设计实例2——E-T型波导的设计 (23)1.5.1 初始设置 (23)1.5.2 建立三维模型 (24)1.5.3 分析设置 (27)1.5.4 保存工程 (27)1.5.5 分析 (27)1.5.6 生成报告 (28)1.6 HFSS设计实例3——H-T型波导的设计 (31)1.6.1 创建工程 (31)1.6.2 创建模型 (32)1.6.3 仿真求解设置 (35)1.6.4 比较结果 (37)1.7 HFSS设计实例4——双T型波导的设计 (39)1.7.1 初始设置 (39)1.7.2 建立三维模型 (40)1.7.3 分析设置 (43)1.7.4 保存工程 (44)1.7.5 分析 (44)1.7.6 生成报告 (45)1.8 HFSS设计实例5——魔T型波导的设计 (47)1.8.1 建立匹配膜片与金属杆 (48)1.8.2 分析设置 (48)1.9 HFSS设计实例6——圆波导的设计 (52)1.9.1 初始设置 (52)1.9.2 建立三维模型 (53)1.9.3 分析设置 (55)1.9.4 保存工程 (56)1.9.5 分析 (56)1.9.6 生成报告 (57)1.10 HFSS设计实例7——同轴线的设计 (64)1.10.1 初始设置 (64)1.10.2 建立三维模型 (65)1.10.3 分析设置 (68)1.10.4 保存工程 (69)1.10.5 分析 (69)1.10.6 生成报告 (70)1.11 HFSS设计实例8——微带线的设计 (77)1.11.1 初始设置 (77)1.11.2 建立三维模型 (78)1.11.3 建立波导端口激励 (79)1.11.4 分析设置 (80)1.11.5 保存工程 (80)1.11.6 分析 (81)1.11.7 生成报告 (82)1.11.8 产生场覆盖图 (82)1.12 HFSS设计实例9——单极子天线的设计 (85)1.12.1 创建工程 (85)1.12.2 创建模型 (85)1.12.3 设置变量 (89)1.12.4 设置模型材料和边界参数 (90)1.12.5 设置求解频率和扫描范围 (93)1.12.6 设置辐射场 (93)1.12.7 确认设置并分析 (93)1.12.8 显示结果 (94)1.13 HFSS设计实例10——方形切角圆极化贴片天线的设计 (98)1.13.1 设计原理及基本公式 (99)1.13.2 创建工程和运行环境设定 (99)1.13.3 创建模型 (99)1.13.4 求解设置 (100)1.13.5 有效性验证和仿真 (100)1.13.6 输出结果 (100)1.13.7 设置变量与参数建模 (102)1.13.8 创建参数分析并求解 (102)1.13.9 优化求解 (104)1.13.10 输出优化后的结果 (105)1.14 参考文献 (108)第一章用HFSS仿真微波传输线和元件 01.1 Ansoft HFSS概述 01.1.1 HFSS简介 01.1.2 HFSS的应用领域 (1)1.2 HFSS软件的求解原理 (1)1.3 HFSS的基本操作介绍 (3)1.3.1 HFSS的操作界面和菜单功能介绍 (3)1.3.2 HFSS仿真分析基本步骤 (4)1.3.3 HFSS的建模操作 (5)1.4 HFSS设计实例1——矩形波导的设计 (10)1.4.1 工程设置 (10)1.4.2 建立矩形波导模型 (11)1.4.3 设置边界条件 (12)1.4.4 设置激励源wave port (14)1.4.5 设置求解频率 (15)1.4.6 计算及后处理 (15)1.4.7 添加电抗膜片 (17)1.5 HFSS设计实例2——E-T型波导的设计 (23)1.5.1 初始设置 (23)1.5.2 建立三维模型 (24)1.5.3 分析设置 (27)1.5.4 保存工程 (27)1.5.5 分析 (27)1.5.6 生成报告 (28)1.6 HFSS设计实例3——H-T型波导的设计 (31)1.6.1 创建工程 (31)1.6.2 创建模型 (32)1.6.3 仿真求解设置 (35)1.6.4 比较结果 (37)1.7 HFSS设计实例4——双T型波导的设计 (39)1.7.1 初始设置 (39)1.7.2 建立三维模型 (40)1.7.3 分析设置 (43)1.7.4 保存工程 (44)1.7.5 分析 (44)1.7.6 生成报告 (45)1.8 HFSS设计实例5——魔T型波导的设计 (47)1.8.1 建立匹配膜片与金属杆 (48)1.8.2 分析设置 (48)1.9 HFSS设计实例6——圆波导的设计 (52)1.9.1 初始设置 (52)1.9.2 建立三维模型 (53)1.9.3 分析设置 (55)1.9.4 保存工程 (56)1.9.5 分析 (56)1.9.6 生成报告 (57)1.10 HFSS设计实例7——同轴线的设计 (64)1.10.1 初始设置 (64)1.10.2 建立三维模型 (65)1.10.3 分析设置 (68)1.10.4 保存工程 (69)1.10.5 分析 (69)1.10.6 生成报告 (70)1.11 HFSS设计实例8——微带线的设计 (77)1.11.1 初始设置 (77)1.11.2 建立三维模型 (78)1.11.3 建立波导端口激励 (79)1.11.4 分析设置 (80)1.11.5 保存工程 (80)1.11.6 分析 (81)1.11.7 生成报告 (82)1.11.8 产生场覆盖图 (82)1.12 HFSS设计实例9——单极子天线的设计 (85)1.12.1 创建工程 (85)1.12.2 创建模型 (85)1.12.3 设置变量 (89)1.12.4 设置模型材料和边界参数 (90)1.12.5 设置求解频率和扫描范围 (93)1.12.6 设置辐射场 (93)1.12.7 确认设置并分析 (93)1.12.8 显示结果 (94)1.13 HFSS设计实例10——方形切角圆极化贴片天线的设计 (98)1.13.1 设计原理及基本公式 (99)1.13.2 创建工程和运行环境设定 (99)1.13.3 创建模型 (99)1.13.4 求解设置 (100)1.13.5 有效性验证和仿真 (100)1.13.6 输出结果 (100)1.13.7 设置变量与参数建模 (102)1.13.8 创建参数分析并求解 (102)1.13.9 优化求解 (104)1.13.10 输出优化后的结果 (105)1.14 参考文献 (108)第一章用HFSS仿真微波传输线和元件1.1 Ansoft HFSS概述1.1.1 HFSS简介Ansoft HFSS （全称High Frequency Structure Simulator, 高频结构仿真器）是Ansoft公司推出的基于电磁场有限元方法（FEM）的分析微波工程问题的三维电磁仿真软件，可以对任意的三维模型进行全波分析求解，先进的材料类型，边界条件及求解技术，使其以无以伦比的仿真精度和可靠性，快捷的仿真速度，方便易用的操作界面，稳定成熟的自适应网格剖分技术使其成为高频结构设计的首选工具和行业标准，已经广泛地应用于航空、航天、电子、半导体、计算机、通信等多个领域，帮助工程师们高效地设计各种高频结构，包括：射频和微波部件、天线和天线阵及天线罩，高速互连结构、电真空器件，研究目标特性和系统/部件的电磁兼容/电磁干扰特性，从而降低设计成本，减少设计周期，增强竞争力。

用Ansoft HFSS 分析小型化、高带外抑制的微带滤波器赵 平上海航天局八0四研究所电子三室 200082摘要：本文用Ansoft HFSS 分析小型、高带外抑制的PBG 结构的微带滤波器的结构形式和特有的频率响应特性。

关键词： PBG 光子带隙结构 Ansoft HFSS 微带 带通滤波器1. 引言随着“无线时代”的到来，微波工程师关注于电磁波频谱合理、高效、安全的使用、EMI / EMC 问题的解决，小型化、高带外抑制、低成本、宽带滤波器的研究、应用有着重要的意义。

微波滤波器已成为无源微波元件的主角之一，它不仅能完成本身的任务，而且能代替其他一些微波元件的功能，或者可把另外一些微波元件看成微波滤波器结构来进行设计，随着新材料、新技术的引入、应用，滤波器的概念“广义化”。

2. 滤波器设计2.1 滤波器响应函数类型选择 图2 1994年 Alumina 构建的光子晶格滤波器特性可用其频率响应来描述，按其特性的不同可分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器。

图1中是以带通滤波器为例的滤波器响应，图中横坐标是归一化频率f，纵坐标是工作衰减（简称“衰减”）或插入衰LA 。

图 1 中所示三种函数滤波器的传输特性，观察可知不同点在于传输零点的位置： Chebyshev 函数滤波器传输零点在无限远处，Elliptic 函数滤波器传输零点在有限特定频率且阻带呈现等波纹特性，Quasi-Elliptic 函数滤波器将 hebyshev 函数滤波器和 Elliptic函数滤波器的特性“融合”在一起：即保留了无限远处的零点，又有一对传输零点在特定频率。

由此分析，可得出关于滤波器类型选择的依据：为了满足通带的插入损耗带外隔离，应选级数较少的滤波器，相应的级数较少的滤波器的Q 值也低；通带边沿的插入损耗期望等同于通带中心频率的插入损耗，在 Elliptic 函数滤波器、Quasi-Elliptic 函数滤波器中通带边沿的插入损耗受截至频率附近的传输零点影响较大；Chebyshev 函数滤波器和 Elliptic 函数滤波器、Quasi-Elliptic 函数滤波器相比 ，虽然带外隔离较好，但在靠近通带边沿处比选择性差；虽然可以通过增加级数提高选择性，但同时带内插入损耗也增加；Elliptic 函数滤波器在靠近通带边沿有较高的选择性，但是相对于 Quasi-Elliptic 函数滤波器，它的带外隔离较差；Elliptic 函数滤波器应用分布元件较难实现，而 Quasi-Elliptic 函数滤波器却较之容易满足设计要求。

针对Cadence的ANSYSHFSS按需求解器针对Cadence的ANSYS HFSS按需求解器ANSYS HFSS TM按需求解器（Solve on Demand）是射频（RF）、信号完整性（SI）和数字工程师的新帮手。

这个新技术可以帮助用户直接在Cadence Allegro Package Designer, Allegro PCB Designer, SiP Digital Layout 以及Virtuoso Analog Design Enviroment中对待求解的芯片、封装和PCB进行仿真设置。

通过这个技术，Cadence 用户可以在熟悉的Cadence版图工具中建立全三维HFSS模型。

所有必需的HFSS设置步骤（几何结构和网络选择、材料特性、激励和边界条件）可以在Cadence中完成。

在该设计流程中，用户可进行快速、简单的层叠和结构修改，并且为复杂的三维HFSS仿真提供了一种简单的求解设置途径。

一旦完成仿真设置，即可以使用AnsoftLinks和Ansoft Designer 技术，实现到HFSS的转换。

这些产品实现了Cadence和HFSS按需求解器之间的无缝结合。

当仿真结束后，用户可以读取电磁场和S参数数据，从而为芯片、封装和PCB设计的精确仿真奠定了基础。

问题描述：在HFSS中建立完整可求解的三维模型，对于那些不熟悉三维建模的人来说，是十分费时的。

这项操作包括了设置源位置或激励，也包括了求解空间的边界定义以及求解频率扫描范围等其他设置。

由于这些设置需要在HFSS中进行，因此，对于那些想建立三维场仿真的人来说，必须具备HFSS的相关知识。

通过应用HFSS按需求解技术，用户可以在Cadence Allegro，APD，SiP或者Virtuoso design中直接进行HFSS的设置，并继而用HFSS分析。

工程师在版图工具中即可指定需用HFSS分析的区域。

一旦确定了区域，即自动选择合适的nets，并指定激励（端口）。

AnsoftHfssv13中文安装及Error解决方案安装过程(附件解压缩完后也有E文件的安装说明)：注意:安装可按照autorun.exe上的顺序来装最明了。

1、先解压缩，安装HFSS里面的HFS13.0和libraries、remove；2、安装HFSS1302WinPatch.exe，这个是升级到13.0.2；3、将license.lic复制到安装目录\Ansoft\admin下面；4、将hfss12fix.exe和Ansoft2008fix.exe复制到安装目录\Ansoft\HFSS13.0下面并安装即可。

5、hfss12fix.exe要点next大概6次，直到finish后会自动关闭；Ansoft2008fix.exe双击直接打开就行了，运行完毕会自动关闭的。

6、破解完毕后即可打开软件，选中T ools->Options->General Options->WebUpdate Options (tab)->Never.就可以了(就是不要通过网络升级)。

7、(可选)、可以安装Install hfss_adk_v2.1.exe (Antenna Design Kit)。

（无）Warning：破解文件在360和微软的杀毒软件上面都会有警报，如果不确定是否安全的请不要安装！否则就关闭杀毒软件或者将报警的文件设置为安全放行再安装。

1、遇到[error] Initial mesh如何解决[error] Initial mesh, process mesh3d : Error while opening or writing the mesh files.[error] Simulation completed with execution error on server: Local Machine.方案：把安装目录下所有mesh开头的文件都删掉，再用安装程序repair，搞定。