HFSS教案1

HFSS 1

1、学习电磁仿真软件的要求：精通一种，会使用2-3种，了解其他软件的特点。

精通：HFSS

使用：FEKO/CST

了解：NEC/IE3D/Disigner/ADS

2、注意不同点与相同点。软件的基本操作流程是相同的，细节上加以把握。

新建工程和设计基本建模与求解参数设置偏好设置建模添加激励与求解项结果可视化与输出增强分析和综合模型结构输出变量设置GUI接口

图1 电磁仿真软件的基本流程

3、最有效的学习方法：课堂重点讲解，课后大家通过对例子进行练习，掌握多个软件的一般流程，细节问题查找软件帮助、官方用户手册和EXAMPLE GUIDE解决。

4、题外话——CAD的重要性： CAD已经成为科研学者、创新工作者和设计人员不可或缺的工具。

数据库（搜索引擎）+CAD

（1） 最方便的搜索引擎:Google 学术搜索

/schhp?hl=zh-cn

图2 谷歌学术搜索引擎

图3 搜索结果条目

（2） 最有影响力的数据库: IEEE

/Xplore/guesthome.jsp

图4 IEEE Xplore Digital Libarary

（3） 其他数据库：

http://202.117.122.28/lists.aspx?id=44

图5 西电图书馆数据库

图6 论文中使用的软件[1]

5、ANSYS公司介绍

ANSYS 成立于 1970 年，员工超过 2400 人，拥有大量获得高级学位以及在有限元分析、计算流体力学和设计优化领域经过广泛培训的工程师。ANSYS 积极推进其世界级前沿技术的不断发展，竭诚帮助客户将设计理念转化为成功的创新型产品。

ANSYS 致力于工程仿真软件的开发、销售和技术支持。该软件产品可预测产品设计在实际环境下的行为模式和制造过程。公司不断推进仿真解决方案的发展。首先，通过开发或并购最先进的技术，将其集成到一体化可定制仿真平台中，使工程师能够高效地执行复杂的多物理场仿真工作；其次，提供系统服务，用以管理仿真进程和数据。这样，工程师和产品开发人员就能集中精力进行产品设计、完善产品质量，而不必为软件使用和数据搜索花费过多时间。 ANSYS 总部位于美国宾夕法尼亚州 Canonsburg，在全球设立了

60 多个战略销售点。此外，ANSYS 还建立了涵盖 40 多个国家或地区的渠道合作伙伴网络。公司与客户建立了密切的联系，并积极提供本地增值服务和支持。

图7 ANSYS公司图片

6、如何获得HFSS软件：

ANSYS官方网站：/zh_cn

图8 ANSYS中文官网

（1）以行业划分：

图9 行业导航与官方资源

（2）以产品划分

图10 产品导航 官网有许多适合初学者的资源和软件的宣传介绍，提供许多实例教程，使你很容易了解HFSS软件的使用方法和特点。

正式开始！

新建工程和设计基本建模与求解参数设置偏好设置建模添加激励与求解项结果可视化与输出增强分析和综合模型结构输出变量设置GUI接口

1． 启动软件并保存。注意不要保存在包含中文名的目录里，否者会出现下述错误。

2． 设置求解模式

在菜单栏中点击HFSS，选择Solution Type..会出现下面的对话框： 新建工程和设计

3． 设置单位

在菜单栏里点击3D Modeler选择Unites:

4． 模型颜色

在tools-options-modeler options的display标签页中可以设置模型颜色，设置后改变新建模型的颜色。 基本建模与求解参数设置基本建模与求解参数设置

5． 软件界面

菜单栏（Menu bar）由文件、编辑、视图、工程、绘图、3D模型、HFSS、工具和帮助等下拉式菜单组成。

工程管理（Project Manage）窗口显示所以打开的HFSS工程的详细信息，包括边界、激励、剖分操作、分析、参数优化、结果、端口场显示、场覆盖图和辐射等。

3D模型窗口（3D Modeler Window）是创建几何模型的区域，包括模型视图区域和历史树。

状态栏（Status bar）位于HFSS界面底部，显示当前执行命令的信息。

属性窗口（Properties window）显示在工程树、历史树和3D模型窗偏好设置口中所选条目的特性或属性。

进度窗口（Progress window）监视运行进度，以图像方式表示进度完成比例。

信息管理（Message Manage）窗口显示工程设置的错误信息和分析进度信息。

4.创建模型

一维形状有：直线、折线和曲线。也可以创建由曲线方程画出所需要的图形。

两种坐标输入的方法：1）建立结构的同时输入坐标（按Tab键切换，Enter键确认）；2）鼠标选择定位建立结构后进行尺寸修改。（双击绘图历史树中的图形）

二维形状有：

在这里也能画出由某个曲面方程所要求的面。

三维最基本的有：

5．图形的变换 当然，实际需要中所遇到的不止限于以上模型，我们也可以通过很多变换的手法来画出我们需要的3D图形。

单击菜单栏的Edit

Arrange

Move – Translates the structure along a vector

Rotate – Rotates the shape around a coordinate axis by an angle

Mirror – Mirrors the shape around a specified plane

Offset – Performs a uniform scale in x, y, and z.

Duplicate

Along Lines – Create multiple copies of an object along a vector

Around Axis – Create multiple copies of an object rotated by a fixed

angle around the x, y, or z axis

Mirror - Mirrors the shape around a specified plane and creates a

duplicate

Scale – Allows non-uniform scaling in the x, y, or z direction

6．图形的布尔操作

几种布尔操作：

Unite – combine multiple primitives

Subtract – remove part of a primitive from another

Split – break primitives into multiple parts

操作前 操作后

Intersect– keep only the parts of primitives that overlap

Sweep – turn a 2D primitive into a solid by sweeping: Along a Vector,

Around an Axis, Along a Path

操作前 操作后

Connect – connect 2D primitives. Use Cover Surfaces to turn the

connected object into a solid

操作前 操作后

Section – generate 2D cross-sections of a 3D object

7．视角的变换 用以下命令你在创建模型的过程中，可以随时改变视角

Rotate – The structure will be rotated around the coordinate system

Pan – The structure will be translated in the graphical area

Dynamic Zoom – Moving the mouse upwards will increase the zoom

factor while moving the mouse downwards will decrease the zoom factor

Zoom In/Out – In this mode a rubber band rectangle will be defined by

dragging the mouse. After releasing the mouse button the zoom factor

willbe applied.

快捷键：

ALT + Drag = Rotate

Shift + Drag =Pan

ALT + Shift + Drag = Dynamic Zoom

试试看：鼠标右键的快捷菜单键包含常用的操作！

以上讲的是这个软件的基本操作，下面我们以一个宽带的圆盘单极子天线实例综合运用这些功能。

一， 创建工程

1， 运行HFSS后，自动创建一个新工程：Project1

由主菜单选File\Save as,保存并命名danjizi.

2, 插入HFSS设计

由主菜单选Project\Insert HFSS Design,则一个新的项目自动加入到工程列表中，同时会出现3D画图窗口。

3， 选择求解类型

从HFSS菜单选择解类型（Solution Type）为Driven Model

4， 设置单位

从3D Modeler菜单选择cm

二， 创建模型

绘制辐射体

改变参考平面，这里的单极子贴片在YZ面上，因此我们将工作平面改为YZ面。

选择“Cylinder…”命令创建带厚度的圆形贴片。 建模