hfss如何建立模型
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。
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。
HFSS建模
Selected
Dynamically Highlighted (Only frame of object)
© 2011 ANSYS, Inc. All rights reserved.
基本建模
2D物体绘制
Line, Spline, Arc, Equation Based Curve, Rectangle, Ellipse, Circle, Regular Polygon, Equation Based Surface
3D 物体绘制
Box, Cylinder, Regular Polyhedron, Cone, Sphere, Torus, Helix, Spiral, Bond Wire
•
Edit > Scale – Allows non-uniform scaling in the x, y, or z direction
Toolbar: Duplicate
© 2011 ANSYS, Inc. All rights reserved.
5
ANSYS, Inc. Proprietary
– – Results in Faces of original object imprinted Make sure that the distance selected is greater than the distance between the antenna and nosecone
Face created from Imprint projection
New
–
Select By Variable
HFSS实例入门与复杂机构建模
1.1.1HFSS实例入门1.1.1.1 创建和分析T型波导实例此例子是建立一个T型波导摸型，利用HFSS软件求解、分析、观察T型波导的场分布情况。
该例基本包括HFSS所有主要设计流程，其设计步骤如下：1．创建工程（1）打开HFSS并保存新工程运行HFSS软件后，软件自动创建一个新工程即Projectl，并包含一个名称为HFSSDesign1的设计。
由主菜单选File > Save保存在用户设定的路径及文件夹内，并重新命名为T_waveguide。
（2）重新命名HFSS设计在工程树中选择HFSSDesign1，点击右健，选择Renamne 项，将设计命名改为T_waveguide_design1。
整个工程设计窗口如图错误！文档中没有指定样式的文字。
-1显示。
图错误！文档中没有指定样式的文字。
-1 工程设计窗口图错误！文档中没有指定样式的文字。
-2 设置求解类型（3）选择求解类型主菜单中选择HFSS > Solution Type，在弹出对话框中选择Driven Modal项，如图错误！文档中没有指定样式的文字。
-2所示。
（4）设置单位主菜单中选3D Modeler > Units,在Set Medel Units对话框中选择in项。
2．创建模型（1）创建长方体绘制一个长方体：主菜单中选Draw > Box或在工具栏中点击工具按钮，按下Tab键切换到参数设置区（在工作区的右下角），长方体的基坐标（x,y,z）为（0，-0.45，0)，数据输入时用Tab 键左右移动，按下Enter 键确认后，输入长方体的长和宽( dx，dy，dz）为（2, 0.9，0)，再按下Enter 键确认，输入高度（0, 0,0.4)，再按下Enter 键确认。
注意：在设置未全部完成时不要在绘图区中点击鼠标！定义长方体属性：设置完几何尺寸后，自动弹出该长方体的属性对话窗。
选择Arrtibute 标签页，将Name项改为介Tee，Material项保持为Vaccum不变，点击Transparent项数值条，在弹出窗口移动滑条使其值为0.6，提高透明度。
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
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1-9
1-10
1-11
1-12
导入模型？
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；
– 零件有公差。
1-14
1. 创建半径为2，长为5的圆柱体
2. 点击工具栏上图标
或从主菜单选择 Edit->Parameters
激活参数输入框
续
1-49
参数化结构（2）
3. 在弹出窗口中输入如下数据，定义结构参数
4. 选中圆柱，从右键菜单
中选择 Properties
然后选中圆柱定义项
点击“编辑”
5. 用刚定义的变量 代替原有的常数 点击OK按钮确定
如何设置仿真模型
电子科技大学 贾宝富
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。
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
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
说明: 即使2个参考面 不平行也可以操作
1-45
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 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
7. 选中棱边
8. 让WCS与棱边对齐
续 1-37
工作坐标系－应用举例（3）
5) 旋转
1-41
Fillet the selected Edge
1-42
Chamfer the selected Edge
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
3.b 倒圆角 点击工具栏上图标 或从主菜单选择 Objects->Blend Edges
1-53
习题二、
1-54
习题三、魔T
A=22.86mm
B=10.16mm
L=40mm
L
b a 2*L
1-55
知识回顾 Knowledge Review
1-56
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
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。
1-47
Draw a Cylinder
记住必须输 入单位
1-48
参数化结构（1）
CST MWS中，几乎所有的输入数据都可以参数化 参数化后，结构修改，参数扫描，性能优化等功能实施都极为便利 现以结构的参数化为例来进行说明
• Transform
– Line->Face – Face->solid
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
4. 确定
5. 删掉刚才选的虚拟截面, 按 (D)
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
平移WCS
将WCS与所选点对齐
将WCS与所选3点对齐
1-35
工作坐标系－应用举例（1）
参数填入位置
圆柱定义项
续 1-50
参数化结构（3）
6. 更新后的圆柱形状保持不变
7. 再次点击参数图标
将半径更改为1
并点击“更新”
圆柱半径
总结： 根据同样的步骤 将关键的结构尺寸参数化 可以使日后的结构修改极为便利
8. 更新后圆柱形状发生变化
“更新”按钮
1-51
习题一、Coaxial Section with a Bulge
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
1-32
Working Coordnate System
• Working CS (HFSS)
1-33
1-34
工作坐标系－概述
CST MWS中有两套坐标系统
Import From a File
• HFSS
1-15
1-16
1-17
手工绘制仿真模型？
1-18
HFSS的画线菜单
1-19
1-20
Draw Geometry
HFSS
CST
• Basic Geometry
– Line – Face – Solid
1-21
1-22
Draw Geometry
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
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ体材料设置
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
四次平移 （不保留原物体）
依XOY平面镜像
绕X轴旋转90°
1-24
拉伸生成扭曲波导
选择面
锥度角 = -5 度
1-25
基本3D结构汇总
球体
圆锥
圆柱
圆环 旋转
方块
椭圆柱
拉伸
1-26
Boolean (HFSS)
• Boolean
1-27
Geometry Transform (HFSS)
• Transform
– Arrange
– Duplicate
– Scale
0.2 cm
0.45 cm
0.8 cm 2.8 cm
1.0 cm
1-52
习题二、 Waveguide Loaded Cylindrical Cavity
Cylindrical Cavity
Waveguide
Dielectric Rod
εrPLEXI=2.7; Tgδ=0.0037; σwall=4.7×108 S/m
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
将圆球“插入”立方体 （裁减）
1-31
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
• 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。
1-2
HFSS的基本界面
1-3
1-4
1-5
1-6
1-7
什么是仿真模型？
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
1-38
Draw Equation Based Curve
1-39
Draw Equation Based Surface
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)
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
3. 从主菜单选择 2、Objects->Shell Solid or Thicken Sheet
1-46
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