《教学分析》-hfss如何建立模型
HFSS实例讲义要点总结计划
下面给出了设计的GPS圆极化微带天线尺寸，介电参数为，介质厚度为的仿真实例。
一，创办工程1，运行HFSS后，自动创办一个新工程：Project1由主菜单项选择File\Saveas, 保存并命名.2, 插入HFSS设计由主菜单项选择Project\InsertHFSSDesign, 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，选择求解种类从HFSS菜单项选择择解种类（SolutionType）为DrivenModel4，设置单位从3DModeler菜单项选择择mm二，创办模型在XY平面创办贴片由主菜单项选择Draw/Rectangle；按下Tab键依次输入参数（，，0），，，0）全部设好后按下回车，出现属性对话框，将Name项改为patch,点击Transparent项的数值条，使其值为，设置达成后，按下Ctrl+D键，将图形显示适中。
切去两个直角利用主菜单Draw中的Line命令画出直角，即利用Tab键依次输入参数，，0），（，，0），（，，0），（，，0），两次按下回车，出现属性对话框，点击Transparent项的数值条，使其值为，设置达成后，按下Ctrl+D键，将图形显示适中。
为了简略，我们用Mirror命令画出另一个直角，即选中polyline1,点击主菜单中Edit/duplicate/mirror命令，输入对称矢量（0，0，0）（1，1，0）即可尔后在patch中切去两个直角，即利用ctrl键同时选中polyline1和两个直角，主菜单项选择3DModeler\Boolean\Substrate,做到在Substrate对话框中patch在BlankPart中,polyline1和polyline1_1在ToolParts中，点击OK即可。
创办介质板由主菜单项选择Draw/Box,按下Tab键切换到参数区,基坐标为（，，），三边的长度（，，）；Name为air,Transparent为0.8,设置达成后，按下Ctrl+D键，将图形显示适中。
HFSS-V13天线仿真基本操作指南
HFSS-V13天线仿真基本操作指南什么是HFSS？HFSS（High-Frequency Structure Simulator，高频结构模拟器）是一款用于电磁场仿真的软件工具。
它由美国安捷伦（ANSYS）公司开发，主要应用于微波、天线和信号传输系统的设计和分析。
HFSS通过数值计算求解电磁波方程，对电磁场的传播、辐射与散射进行仿真计算。
HFSS-V13天线仿真步骤1. 新建工程打开HFSS软件，进入主界面，选择File -> New -> Project新建一个工程。
2. 定义工作空间在工程管理器窗口中，右键点击Models，选择Add -> Model添加一个新的模型。
在弹出的对话框中，定义工作空间的名称、单位和坐标系，并设置模型类型为Electromagnetic。
3. 新建天线模型在上一步中新创建的模型下，右键点击Boundaries，选择Add -> WavePort Excitation添加一个新的波口激励。
设置波口参数，包括频率、极化、波型等。
同时设置好波口与模型的接口和计算网格。
4. 设计天线结构在模型下，右键点击Design，选择Draw -> Polyline绘制天线结构轮廓。
根据具体情况，可以绘制出天线的天线半径、天线长度等参数。
5. 定义材料参数在模型下，右键点击Materials，选择Add -> Custom Material添加一个新的材料。
设置材料参数，包括介电常数、导电率和磁导率等。
6. 定义仿真设置在模型下，右键点击Analysis Setup，选择Add -> HFSS3D Layout添加一个新的仿真设置。
在仿真设置对话框中，设置仿真器类型、求解器选项、频率范围和收敛条件等。
7. 启动仿真计算在模型下，右键点击Analysis Setup，选择Analyze启动仿真计算。
在计算完成后，可以查看仿真结果分析电磁场传播、辐射和散射等情况。
HFSS建模问题
HFSS建模问题HFSS的使用一、新建工程设置1、运行HFSS并新建工程2、选择求解类型共三种：模式驱动求解Driven Model 终端驱动求解本证模求解3、设置长度单位英寸in 毫米mm二、创建参数化设计模型1、构造出准确的几何模型以及指定模型的材料属性【Tools】--【Options】--【Modeler Options】，打开3D Modeler Option对话框，选择Drawing 选项卡，确认选中Edit Properties of new primitives复选框。
Transparent 模型的透明度；Ctrl+D将模型放大或缩小到适合窗口全屏系那是的大小；2、准确的分配边界条件3、准确的分配端口激励按“F”（Face）键切换到“面”选择状态，此时可以选择想选中的那个面；选中要设置为激励的那个面，单击右键，选择：【Assign Excitation】---【Wave Port】，打开波端口设置对话框，输入Name 的名称，例如Port1之类的，单击下一步，在新窗口中单击打开Integration Line下方的下拉列表框，选择New Line选项，设置端口的“积分校准线”；复制操作：【Tools】--【Options】--【HFSS Options】，打开HFSS Options对话框，选择General 选项卡，选中Duplicate boundaries with geometry复选框。
复制时，通过操作历史树选择物体。
操作历史树按“O”（Object）键切换到“物体”选择状态，此时可以选择想选中的那个物体；4、合并长方体【Tools】--【Options】--【Modeler Options】，打开3D Modeler Option对话框，选择Operation 选项卡，确认Clone tool objects before unite（合并）复选框未被选中。
选中要合并的物体，选择【3D Modeler】--【Boolean】--【Unite】命令或是单击图标，执行合并操作。
2017年HFSS-V13天线仿真基本操作指南word版本
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。
HFSS经典讲义HFSS教程
参数设置
根据具体问题和模型特点，合理设置求解器参数， 如网格划分精度、收敛标准、迭代次数等。这些参 数的设置直接影响求解结果的准确性和计算资源的 消耗。
频率扫描和参数扫描设置
频率扫描
通过设置扫描频率范围和步长，可以 分析模型在不同频率下的性能表现。 频率扫描有助于了解模型的频域特性 和谐振点等信息。
04
结果分析与优化调 整
微带天线辐射特性分析
01
02
03
04
微带天线基本结构与工 作原理
辐射特性参数定义及计 算方法
HFSS仿真模型建立与求 解设置
辐射特性结果展示与讨 论
天线阵列综合与优化方法探讨
01
02
03
04
天线阵列基本概念及布阵方式
阵列综合方法介绍与比较
优化算法在天线阵列设计中的 应用
HFSS在天线阵列综合中的实 践案例
HFSS在雷达系统中的应用
阐述使用HFSS进行雷达系统微波组件设计的方法和步骤，包括天线设计、收发模块仿 真等。
应对策略与实例分析
分享针对雷达系统微波组件设计挑战的应对策略，并结合实际工程案例进行分析和讨论 ，如高性能天线设计、低噪声放大器优化等。
06
高级功能应用与拓展学习建议
Chapter
时域仿真功能介绍及案例分析
HFSS仿真分析
阐述使用HFSS对耦合器和功分器进行仿真分析 的方法和步骤，包括模型建立、激励设置、求解 和后处理等。
优化策略
提供针对耦合器和功分器性能优化的有效策略， 如结构优化、材料选择、电磁场调控等。
传输线效应在微波器件中的影响研究
传输线效应概述
简要介绍传输线效应的概念及其 在微波器件中的重要性，包括微 带线、共面波导等传输线的特性
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。
hfss中文教程 022-051 创建参数模型
二）使用鼠标完成基本的形状 1. 通过将活动光标放在具体位置并点击左键来确定起始点。
微波仿真论坛 () 组织翻译
第 15 页
原创: 微波仿真论坛() 协助团队 HFSS 小组 --- 拥有版权
F. 0.3.12 六、移动
在默认设置中活动光标都是三维的。模型中也可以将活动光标设置为只在一个面移动或不能在 某个面移动。这些设置在菜单 3D Modeler > Movement Mode。 另外，活动光标的活动范围也可以由 XYZ 键限制在一定的方向（x,y,z）。这个操作可以防止光 标运动到其他方向。 按住 CTRL+ENTER 键可以设置本地参考点。这对于创建基于已经存在物体的几何图形时是很 有用的。
第三节 创建参数模型
Ansoft HFSS 3D 模型编辑器简单灵活。3D 模型编辑器的强大之处在于：能够创建全参数的模型而 无需编辑复杂的宏/模型来实现。
这个章节主要介绍 3D 模型建立的一般步骤。通过对基本概念的掌握，我们可以充分利用 3D 参数模 型提供的所有优势。
模型编辑器用户界面
下面的图片所示的是 3D 模型编辑器窗口。 一、3D 模型设计树型结构－3D 模型设计树型结构是用户界面的重要组成部分。通过树型结构你可
以找到任何物体的属性。 二、相关菜单－相关菜单可以灵活的获得当前页的菜单命令。在用户界面点击右键即可获得此动态
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]
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• 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。
HFSS的基本界面
什么是仿真模型？
导入模型？
Import From a File
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
续
工作坐标系－应用举例（2）
5. 选中顶点
6. 让WCS与顶点对齐
7. 选中棱边
8. 让WCS与棱边对齐
续
工作坐标系－应用举例（3）
9. 将WCS沿V轴旋转30°
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
说明: 即使2个参考面 不平行也可以操作
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
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
全局面对齐
将WCS与所选棱边对齐
开/关WCS
旋转WCS
平移WCS
将WCS与所选点对齐
将WCS与所选3点对齐
工作坐标系－应用举例（1）
定义整个螺旋的圈数和高度. NOTE: 旋转方向依赖右手法则
4. 确定
5. 删掉刚才选的虚拟截面, 按 (D)
拉伸生成扭曲波导
选择面
锥度角 = -5 度
基本3D结构汇总
球体
圆锥
圆柱
圆环 旋转
方块
椭圆柱
拉伸
Boolean (HFSS)
• Boolean
Geometry Transform (HFSS)
5) 旋转
Fillet the selected Edge
Chamfer the selected Edge
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
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
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
yyy = 3*aaa/xxx + Sin(xxx^2)
3) 使用捕捉功能对解析曲线闭合
4) 由线到面
HFSS
CST
• Basic Geometry
– Line – Face – Solid
Draw Geometry
• Transform
– Line->Face – Face->solid
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
如何设置仿真模型
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。
Variables）和局部变量（Local Variables） 两种。 • 可以在建模之前输入变量，也可以边建模 边输入变量。
Draw a Cylinder
记住必须输 入单位
四次平移 （不保留原物体）
依XOY平面镜像
绕X轴旋转90°
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
将圆球“插入”立方体 （裁减）
布尔运算－操作步骤
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
Working Coordnate System
• Working CS (HFSS)
工作坐标系－概述
CST MWS中有两套坐标系统
• 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；
– 零件有公差。
Import From a File
• HFSS
手工绘制仿真模型？
HFSS的画线菜单
Draw Geometry
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
Draw Equation Based Curve
Draw Equation Based Surface
由解析曲线生成旋转体
1) 执行宏命令
Construct / Create 2D-Curve analytical (xy/uv)
“壳”的创建方向
“壳”厚度
3. 从主菜单选择 2、Objects->Shell Solid or Thicken Sheet
参数化建模
• 在HFSS和CST中都可以参数化建模。 • 参数化建模可以方便以后的参数扫描和优
化。所以应当养成参数化建模的习惯。 • 在HFSS中参数分成全局变量（Project
• Transform
– Arrange
– Duplicate
– Scale
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
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