hfss如何建立模型
HFSS建模操作3
物体模型的移动操作
Edit-Arrange-MoveRotateMirror（工具栏上面也有）
镜像物体
选中物体-选择镜像平面上的一个点-选择镜像平面的法线方向物体模型的复制
Edit-Duplicate-AlongLine，AlongAxis，Mirror
工具栏有快捷方式
沿着直线复制可以实现阵列的功能
镜像
选中物体-选择镜像平面上的一个点-选择镜像平面的法线方向缩放模型尺寸
1.Edit-Scale
2.Edit-Arrange-Offset
使物体同时放大或者缩小一定的长度
扫描命令Sweep
1.沿着矢量扫描
选中的图形沿着选中的矢量移动Boolean运算操作
相减操作：使用BlankParts-ToolsParts
Imprint（投影）
局部坐标系
HFSS有三种坐标系：全局坐标系，局部坐标系，面坐标系
创建局部坐标系：当相对坐标系的位置发生变化时，基于该坐标系创建的物体的坐标也随之发生变化。
面坐标系：只有选择平面之后才能使用
与建模相关的一些操作
Tools-Options-3DModelerOptions
Clone是关于Boolean运算的设置
还可以设置默认透明度和默认颜色。
HFSSv13.0高频仿真软件操作指南
HFSSv13.0高频仿真软件操作指南HFSS v13.0高频仿真软件操作指南目录第一章创建工程Project一、前期准备第二章创建模型3DModeler一、绘制常见规则形状二、常用操作三、几种常见天线第三章参数及条件设置(材料参数、边界条件和激励源等) Setting一、设置材料参数二、设置辐射边界条件三、设置端口激励源四、特定边界设置第四章设置求解项并分析Analyze一、设置分析Add Solution Setup二、确认设置并分析Validation Check Analyze All第五章查看结果Results一、3D极化图（3D Polar Plot）二、3D直角图（3D Rectangular Plot）三、辐射方向图（Radiation Pattern）四、驻波比(VSWR)五、矩阵数据(Matrix Date)一、前期准备1、运行HFSS后，左侧工程管理栏会自动创建一个新工程：Project n 。
由主菜单选File > Save as,保存到一个方便安全的文件夹，并命名。
(命名可包括下划线、字母和数字，也可以在Validation Check之前、设置分析和辐射场之后保存并命名)2、插入HFSS设计由主菜单选Project > Insert HFSS Design 或点击图标，(大口径的由主菜单选Project > Insert HFSS-IE 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，上侧出现很多画图快捷图标。
3、选择求解类型由主菜单选HFSS > Solution Type（求解类型），选择Driven Model或Driven Terminal（常用）。
注：若模型中有类似于耦合传输线求耦合问题的模型一定要用Driven Terminal，Driven Model适于其他模型，不过一般TEM模式（同轴、微带）传输的单终端模型一般用Driven Terminal分析。
2024版HFSS19官方中文教程系列L05
2023REPORTING HFSS19官方中文教程系列L05•教程介绍与背景•基础知识回顾•模型建立与网格划分•边界条件与激励设置•求解设置与结果分析•高级功能与应用实例•总结与展望目录20232023REPORTINGPART01教程介绍与背景HFSS19软件概述HFSS19是一款高频电磁场仿真软件，广泛应用于天线设计、微波器件、电磁兼容等领域。
该软件基于有限元方法，支持多种求解器和高效算法，可快速准确地分析复杂电磁问题。
HFSS19提供了丰富的建模工具和材料库，支持多种导入格式，方便用户进行模型建立和编辑。
教程目标与内容01本教程旨在帮助用户掌握HFSS19软件的基本操作和分析方法，培养解决实际问题的能力。
02教程内容包括HFSS19软件安装与启动、界面介绍与基本操作、建模与网格划分、求解设置与后处理等方面。
03通过本教程的学习，用户将能够独立完成简单电磁问题的建模、分析和优化。
A BCD学习方法与建议在学习过程中，可以结合实际操作和案例分析，加深对知识点的理解和应用。
建议用户按照教程顺序逐步学习，掌握每个步骤的操作方法和注意事项。
为了更好地掌握HFSS19软件的应用技巧，建议用户多进行实践练习和案例分析。
遇到问题时，可以参考教程中的常见问题解答或寻求专业人士的帮助。
2023REPORTINGPART02基础知识回顾电磁场理论基本概念电场和磁场电荷周围存在电场，电流周围存在磁场。
电场和磁场是相互联系的，变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场。
麦克斯韦方程组描述电场、磁场与电荷密度、电流密度之间关系的偏微分方程，由四个方程组成，分别是高斯定律、高斯磁定律、麦克斯韦-安培定律和法拉第感应定律。
电磁波电场和磁场交替变化并相互激发，形成电磁波。
电磁波在真空中以光速传播，具有能量和动量。
有限元方法简介有限元方法的基本思想将连续的求解区域离散为一组有限个、且按一定方式相互连接在一起的单元的组合体。
利用在每一个单元内假设的近似函数来分片地表示全求解域上待求的未知场函数。
HFSS建模技巧
在本征模求解的 问题中， 问题中，我们可 以把各个坐标位 置，尺寸定义为 变量， 变量，这样可以 方便修改，调试。 方便修改，调试。 参数可以 HFSS=>design properties里面修 里面修 改
画谐振杆，选择画圆柱图标，选择捕捉面 的中心，移动鼠标捕捉长方体底面中心， 在平面内拖动鼠标成一圆，在 z方向拖 动鼠标，即可画出圆柱
一般来说一个单腔由矩形腔，谐振杆螺 杆组成。选择以坐标原点为起点在 x-y 平面内拖动鼠标既产生一个矩形，再沿 z轴正方向拖动即画出所需要的矩形腔。
画长方体结束，将跳 出以下属性窗口
起始点坐标
长方体的长宽高
注意：如果此时将他们定义为 变量，那么在驱动模求解 时有可能无法定义端口
在command窗口中可以修 改长方体的起始点坐 标及其长宽高，也可 以将他们定义为变量。 在attribute中窗口中修 改物体的颜色，和透 明度。
hfss gsg案例
hfss gsg案例
HFSS GSG案例是指使用HFSS（High Frequency Structure Simulator）软件进行的GSG（Ground-Signal-Ground）结构模拟和分析的案例。
GSG结构是一种常见的微波传输线结构，由中心导体、两侧的地线和介质基片组成。
HFSS是一款广泛应
用于微波、毫米波和射频电路设计与分析的电磁仿真软件，能够对三维结构进行全波分析。
在HFSS GSG案例中，通常会对GSG结构的传输性能、散射参数、电磁场分布等进行仿真和分析。
通过这些仿真结果，可以对GSG结构的设计进行优化，提高电路的性能和可靠性。
以下是一个简单的HFSS GSG案例分析流程：
1.建立GSG结构模型：在HFSS中建立GSG结构的三维模型，包括中心导体、地线
和介质基片等部分。
2.设置材料属性和边界条件：为模型中的各个部分设置合适的材料属性和边界条件，
如介电常数、电导率、磁场边界等。
3.划分网格：对模型进行网格划分，确保计算精度和计算效率。
4.设置激励和求解：设置合适的激励源（如电压源、电流源等），选择合适的求解器
进行求解。
5.查看结果：查看仿真结果，如传输系数、反射系数、散射参数等，以及电磁场分布
图。
6.优化设计：根据仿真结果对GSG结构的设计进行优化，如调整中心导体的宽度、地
线的间距、介质基片的厚度等参数，以提高电路的性能和可靠性。
需要注意的是，HFSS软件的使用需要一定的电磁场理论和微波电路知识，同时还需要熟悉软件的操作流程和功能模块。
因此，在进行HFSS GSG案例分析时，需要具备相关的专业知识和经验。
hfss参数化建模方法
hfss参数化建模方法HFSS（High Frequency Structure Simulator）是一种强大的电磁仿真软件，可以用于设计和分析高频电磁器件。
参数化建模是HFSS中的一种功能，可以通过改变参数值来自动化地生成不同的模型。
以下是使用HFSS进行参数化建模的详细步骤：1. 打开HFSS软件，并创建一个新的项目。
2. 在导航树中选择“Design”标签，然后右键单击并选择“Insert”>“Component”>“Parametric”。
3. 在弹出的对话框中，选择“Create New Parameter Set”并点击“OK”。
4. 在参数设置对话框中，点击“Add”按钮，然后输入参数的名称、类型和初始值。
例如，可以创建一个名为“Length”的参数，类型为“Length”，初始值为10mm。
5. 点击“OK”来保存参数设置。
6. 在导航树中选择“Modeler”标签，然后右键单击并选择“Insert”>“Primitive”>“Rectangle”。
7. 在属性对话框中，可以使用参数化值来定义矩形的尺寸。
例如，可以将矩形的长度设置为“Length”。
8. 点击“OK”来创建矩形。
9. 可以重复步骤6到8来创建其他的几何体，并使用参数化值来定义它们的尺寸。
10. 可以在导航树中选择“Modeler”标签，然后右键单击并选择“Insert”>“Operation”>“Boolean”。
11. 在属性对话框中，选择要进行布尔运算的几何体，并选择相应的运算类型（如并集、交集或差集）。
12. 点击“OK”来执行布尔运算。
13. 可以在导航树中选择“Solution”标签，并进行电磁仿真设置。
14. 点击“Solve”按钮来运行仿真。
15. 可以通过更改参数的值来自动化地生成不同的模型。
在导航树中选择“Design”标签，然后右键单击并选择“Edit Parameters”。
HFSS的入门操作
HFSSDesign1 ANSOFT
Curve Info
dB(S(1,1)) Setup1 : Sw eep
2.80
3.00
1.建立模型 2.设置边界和激励 3.设置求解条件，并执行仿真 4.生成结果
查看3mm矩形波导的场分布，波导长为4个波长， 工作频率10GHz，终端短路和开路两种情况
带线相连的边的中点，相对坐标为（0,0,1.6）。
积分线的两个点确定好以后将回到lumped port的设置窗口，此时 intergration line下面应该显示defined，剩下的步骤选下一步或确 定即可，积分线相当于告诉软件哪里是零电势，以及电场的方向。
绘制一个空气盒子
Draw box-》第一个点（-40，-40，-40）
第二个点的相对坐标（140,160,80）
空气盒子的尺寸要求是保证空气的辐射边界离天线的距离
超过四分之一工作波长，空气盒子太小则仿真结果不准确， 太大需要更多的仿真时间。
选中刚画的空气盒子box2，在properties窗口的 material属性edit-》选中air材料。
选中刚画的空气盒子box2，右键菜单-》 AssignBoundary-》Radiation-》确定
HFSS-》results-》Creat modal Solution data Report-》Rectangular plot
默认生成S11
dB(S(1,1))
0.00 -1.25
-3.25
-5.25 -7.25
-9.25
-11.25 2.00
2.20
XY Plot 1
2.40
2.60
Freq [GHz]
基于HFSS的天线设计流程
基于HFSS的天线设计流程HFSS（High Frequency Structure Simulator）是一种用于高频电磁场仿真的软件工具，常用于天线设计领域。
以下是基于HFSS的天线设计流程，详述了设计前的准备、模型建立、仿真和优化等关键步骤。
一、设计准备1.需求分析：明确天线设计的要求，如频率范围、增益、方向性等。
2.材料选择：根据设计要求选择合适的材料，如介电常数、磁导率等。
二、模型建立1.创建天线几何体：使用HFSS的建模工具，绘制天线的几何形状，如导线、片状、贴片等。
2.导入材料参数：为天线几何体设置材料参数，指定介电常数和磁导率等参数。
3.锁定边界条件：确定边界条件，如天线周围是否存在接地平面或闭合结构等。
三、仿真设置1.电磁辐射频率范围：设定天线的工作频率范围。
2.网格划分：对天线模型进行网格划分，使得模型细节得到准确表达。
3.求解器设置：选择合适的求解器类型和参数，如自适应网格细化程度、计算精度等。
4.激励方式：选择天线的激励方式，如电流激励、电压激励等，设定激励位置和幅度。
四、仿真分析1.获取S参数：运行仿真分析，获得天线的S参数，即反射系数和传输系数。
2.方向图：计算天线的方向图，分析天线的辐射花样和辐射功率密度。
3.阻抗匹配：根据S参数结果，优化天线的匹配网络，以提高天线的输入阻抗匹配度。
五、优化设计1.参数化：对天线的关键参数进行参数化设置，方便后续的优化建模。
2.参数扫描分析：对参数进行范围扫描分析，观察参数变化对天线性能的影响。
3.优化算法：根据优化目标，选择合适的优化算法，如遗传算法、粒子群算法等。
4.优化迭代：根据优化算法计算出新的参数组合，重新运行仿真，比较新的性能结果。
5.反馈分析：根据优化结果进行反馈分析，调整参数范围，直至达到设计要求。
六、仿真验证1.原型制作：根据优化结果，制作实际天线样机。
2.测量验证：通过测试设备对样机进行测量，比较测量结果与仿真结果的一致性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
7. 选中棱边
8. 让WCS与棱边对齐
A
续
1-37
工作坐标系－应用举例（3）
9. 将WCS沿V轴旋转30°
10. 在WCS下创建圆柱
11. 在Overlap提示框中将二者相加
12. 最终效果
A
1-38
Draw Equation Based Curve
A
1-39
Draw Equation Based Surface
1-21
A
1-22
Draw Geometry
• Transform
– Line->Face – Face->solid
A
1-23
旋转结构－螺旋的建模
1. 定义要旋转的截面
2. 旋转
3. 预览
定义旋转轴线.
- 椭圆截面 - 半径比 = 3
定义整个螺旋的圈数和高度. NOTE: 旋转方向依赖右手法则
什么是仿真模型？
A
1-8
A
1-9
A
1-10
A
1-11
A
1-12
导入模型？
A
1-13
Import From a File
• HFSS和CST都 可以从其它软 件导入2D或3D 图形。
• 导入的模型一 般不能参数化， 不能修改。
• 一般不提倡导 入模型
– 多数零件都是 金属件，计算 的场在介质中；
现以立方体“减”圆球为例，来说明布尔运算的操作步骤
1. 原始两不同材料物体
5. 回车确定
4. 选择第二个物体（圆球）
2. 选择第一个物体（立方体）
3. 点击工具栏上图标 或从主菜单选择 Objects->Boolean->Subtract
A
1-32
Working Coordnate System
• Working CS (HFSS)
四次平移 （不保留原物体）
依XOY平面镜像
绕X轴旋转90°
A
1-30
布尔运算 (CST)
立方体“加”圆球
CST MWS共提供了加、减、相交和插入四种布尔运算 两物体“相交”
两不同材料物体 （立方体和圆球）
立方体“减”圆球
进行不同布尔运算后的结果
A
将圆球“插入”立方体 （裁减）
1-31
布尔运算－操作步骤
如何设置仿真模型
电子科技大学 贾宝富
A
1-1
引言
• 建立三维仿真模型的过程与绘制三维工程图类似。通常用 一些基本元件构造复杂结构。基本元件可以分成点、线、 面和实体四种基本类性。每种类型又包含多种基本元素例 如，面类中矩形、圆形、多边形、椭圆形和由函数定义的 面等。
• 每种基本类型又可以通过平拉、旋转等操作转换。例如， 线经过平拉转换成面。面经过平拉转换成实体。
说明: 即使2个参考面 不平行也可以操作
A
1-45
掏空
“掏空”功能对很多物体（如波导，喇叭，抛物面天线等）的建模都极为方便
1. 原始物体
5. 最终结果
4. 设置参数
2. 分别选中前后两个面
“壳”的创建方向
“壳”厚度
• 在四种基本类型中只有实体具有材料属性。点、线和面没 有材料属性。在四种基本类型中只有面和实体的表面可以 赋边界。
• 建立模型并不是简单地照搬，应去掉与电磁特性无关的部 分。建立和简化模型需要利用电磁场和微波技术的基本概 念。
A
1-2
HFSS的基本界面
A
1-3
A
1-4
A
1-5
A
1-6
A
1-7
yyy = 3*aaa/xxx + Sin(xxx^2)
3) 使用捕捉功能对解旋转
A
1-41
Fillet the selected Edge
A
1-42
Chamfer the selected Edge
A
1-43
1. 原始物体
倒角
4.b 设置倒角半径
5. 最终结果
2. 选中要倒角的棱边
– Arrange
– Duplicate
– Scale
A
1-28
结构变换－窗口详解
平移
操
作 放缩
类 别
旋转
镜像
是否以物体重心 为变换基点
变换重复次数
原物体是否保留 新物体是否单独命名
变换基点 特定参数
（随操作而异）
新物体材料设置
A
1-29
结构变换－效果举例
两次平移 （保留原物体）
原始物体
Z向缩小一半
– 零件有公差。
A
1-14
Import From a File
• HFSS
A
1-15
A
1-16
A
1-17
手工绘制仿真模型？
A
1-18
HFSS的画线菜单
A
1-19
A
1-20
Draw Geometry
HFSS
CST
• Basic Geometry
– Line – Face – Solid
A
A
1-40
由解析曲线生成旋转体
1) 执行宏命令
Construct / Create 2D-Curve analytical (xy/uv)
说明:
MWS也可使用变量
2) 在历史记录中可以编辑方程:
对解析结构进行优化
enter your function and update history
For xxx = 1.5 To 10 STEP 0.5
4. 确定
5. 删掉刚才选的虚拟截面, 按 (D)
A
1-24
拉伸生成扭曲波导
选择面
锥度角 = -5 度
A
1-25
基本3D结构汇总
球体
圆锥
圆柱
圆环 旋转
方块
椭圆柱
A
拉伸
1-26
Boolean (HFSS)
• Boolean
A
1-27
Geometry Transform (HFSS)
• Transform
平移WCS
将WCS与所选点对齐
A
将WCS与所选3点对齐
1-35
工作坐标系－应用举例（1）
现用一立方体上倾斜圆柱的创建过程来举例说明WCS的用法
1. 全局坐标系下的立方体
2. 绕Z轴旋转30°
3. 激活WCS，选中顶面
4. 让WCS与顶面对齐
A
续
1-36
工作坐标系－应用举例（2）
5. 选中顶点
6. 让WCS与顶点对齐
A
1-33
A
1-34
工作坐标系－概述
CST MWS中有两套坐标系统
1. 全局坐标系（X，Y，Z）
很多功能只针对它有效；
VS.
2. 工作坐标系（U，V，W） （简称WGS）
可方便的用它创建倾斜物体
全局坐标系
工作坐标系
所有WCS指令含义见下：
将WCS与所选面对齐
将WCS与所选棱边对齐
开/关WCS
旋转WCS
3.b 倒圆角 点击工具栏上图标 或从主菜单选择 Objects->Blend Edges
4.a 设置倒角宽度
3.a 倒直角 点击工具栏上图标 或从主菜单选择 Objects->Chamfer Edges
A
1-44
选择要连接的2个面，以 生产新的结构物体
渐变操作
渐变操作
选择 -> Loft...
新物体的轮廓结构是根据 原来所选的面渐变而得的