HFSS中的变量和Optimetrics的使用-变量设置教学文案
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
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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
HFSS教程第3章AnsoftHFSS使用介绍
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。
微波仿真论坛_06_optimetrics入门(1)
Parameter Sweep（参数扫描）
参扫目的：端口外半径固定，确定50欧 姆同轴线内半径。
5-5
添加参数扫描
添加扫描变量
5-6
设置计算
5-7
计算结果
Z 0 50 r _ inner 0 0.21mm
5-8
显示计算结果
5-9
Optimization（优化）
5-10
HFSS的优化器
5-31
稳定性分析结果
5-32
例 1: 参变量研究
微带低通滤波器 端口2 空气盒
S21 被自动提取 出来，研究带滤波器
5-33
例 2: Optimetrics
微波带通滤波器
TM
l1
设计变量
l2
l1
过孔1半径 d1 过孔1半径 d2 谐振器长度 l1 谐振器长度 l2
5-18
遗传算法定义
遗传算法是从代表问题可能潜在的解集的一个种群（ population）开始的，而一个种群则由经过基因（gene ）编码的一定数目的个体(individual)组成。每个个体实 际上是染色体(chromosome)带有特征的实体。染色体作 为遗传物质的主要载体，即多个基因的集合，其内部表 现（即基因型）是某种基因组合，它决定了个体的形状 的外部表现，如黑头发的特征是由染色体中控制这一特 征的某种基因组合决定的。因此，在一开始需要实现从 表现型到基因型的映射即编码工作。由于仿照基因编码 的工作很复杂，我们往往进行简化，如二进制编码，初 代种群产生之后，按照适者生存和优胜劣汰的原理，逐 代（generation）演化产生出越来越好的近似解，在每 一代，根据问题域中个体的适应度（fitness）大小选择 （selection）个体，并借助于自然遗传学的遗传算子（ genetic operators）进行组合交叉（crossover）和变异 （mutation），产生出代表新的解集的种群。这个过程 将导致种群像自然进化一样的后生代种群比前代更加适 应于环境，末代种群中的最优个体经过解码（decoding ），可以作为问题近似最优解。
HFSS_v10.0 基础培训教程二
微波技术网系列教程HFSS_v10.0 基础培训教程之二更多内容请访问 h ttp://目录0.基础0.0Ansoft HFSS桌面0.1打开设计0.2设置模型类型1. 参数建模1.1 边界条件1.2 激励2. 分析设置3. 数据处理（报告）4. 求解设置4.1 网格操作5. 例子1：天线6. 例子2：微波7. 例子3：滤波器8. 例子4：信号完整性分析9. 例子5：EMC/EMI分析10.例子6：芯片元件分析注：该教程将讨论Ansoft HFSS 应用中遇到的一些基本概念和术语z什么是HFSS？HFSS是一种充分利用我们熟知的windows界面对任意3D设备建模并进行高性能的全波电磁场仿真软件。
它集可视化、实体建模、自动控制于一体，可以快速、精确的求解你的3D电磁问题，是一种易于学习的开发设计环境。
Ansoft HFSS 使用了有限元算法（FEM）、自适应网格剖分以及卓越的图形显示，方便查看你所有的3D电磁问题。
HFSS可以计算S参数、谐振频率以及相应的场等问题。
其典型应用范围如下：1.封装建模– BGA, QFP, Flip-Chip倒装晶片2.印刷电路板建模– 能量/接地面, 栅格接地,底板3.硅/砷化镓– 螺旋感应器, 变压器4.电磁兼容/电磁干扰–屏蔽罩, 耦合, 近场或远场辐射5.天线/移动通信–贴片天线、偶极子天线、喇叭天线、手机共形天线、矩形螺旋线、SAR无限阵列, RCS雷达反射截面、FSS频率选择表面6.连接器– 同轴, SFP/XFP, 底板, 过渡7.波导–滤波器、谐振器、过渡、耦合器8.滤波器– 腔体滤波器、微带滤波器、介质滤波器HFSS是基于四面体网格单元的交互式仿真系统，它可以处理任意3D几何模型，特别是那些复杂曲线或复杂形状的物体的求解问题，且局部问题可以使用其他技术处理。
HFSS是一种高频结构仿真软件，Ansoft 开发者发展了对电磁仿真问题的有限元法的使用并实现了诸如切向矢量有限元法、自适应网格剖分、ALPS技术。
HFSS基础培训课程求解设置
根据仿真需求设置求解频率和扫频范围，确 保覆盖所关心的频率范围。
设定收敛条件和最大迭代次数
选择合适的激励源和边界条件
设定合适的收敛条件和最大迭代次数，以确 保仿真能够在合理的时间内收敛到稳定解。
根据仿真模型选择合适的激励源和边界条件， 以确保仿真结果的正确性。
求解设置的注意事项
避免过度细化网格
过度细化网格会导致仿真时间增加， 甚至可能导致无法收敛的情况。因此， 在求解设置中要合理控制网格的细化 程度。
提高仿真效率
02
适当的求解设置可以加快仿真速度，提高仿真效率，从而节省
时间和计算资源。
避免不必要的错误和警告
03
合理的求解设置可以避免因设置不当而导致的错误和警告，提
高仿真过程的顺畅度。
求解设置的基本流程
Байду номын сангаас
确定求解类型和求解器
设置求解频率和扫频范围
根据仿真需求选择合适的求解类型和求解器， 如频域求解、时域求解等。
布情况。
动画演示
通过动画演示的方式展示电磁波 的传播过程、设备工作状态等，
增强理解效果。
06 常见问题及解决 方案
求解设置中的常见问题
1 2 3
求解类型选择不当 对于不同的电磁场问题，需要选择适当的求解类 型，如频域、时域等。选择不当可能导致求解结 果不准确或无法收敛。
求解参数设置不合理 包括求解频率、收敛标准、迭代次数等参数的设 置。不合理的参数设置可能导致求解过程缓慢或 无法收敛。
边界条件设置错误 边界条件的设置对于求解结果的准确性至关重要。 错误的边界条件设置可能导致求解失败或结果不 准确。
问题解决方案
针对求解类型选择不当的问题，应仔细 分析电磁场问题的类型，选择适当的求 解类型。例如，对于谐振腔问题，应选 择频域求解；对于瞬态问题，应选择时
Ansoft_HFSS_培训教程
四.设置边界条件和激励源26五.设置求解条件31第二章创建项目本章中你的目标是：√保存一个新项目。
√把一个新的HFSS设计加到已建的项目√为项目选择一种求解方式√设置设计使用的长度单位时间：完成这章的内容总共大约要5分钟。
一.打开HFSS并保存一个新项目1.双击桌面上的HFSS9图标，这样就可以启动HFSS。
启动后的程序工作环境如图：图2－1 HFSS工作界面1．打开File选项(alt+F),单击Save as。
2．找到合适的目录，键入项目名hfopt_ismantenna。
图2－2 保存HFSS项目二.加入一个新的HFSS设计1．在Project菜单，点击insert HFSS Design选项。
( 或直接点击图标。
)一个新的工程被加入到hfopt_ismantenna项目中，默认名为HFSSModel n。
图2－3 加入新的HFSS设计2．为设计重命名。
在项目树中选中HFSSModel1,单击鼠标右键，再点击Rename项，将设计重命名为hfopt_ismantenna。
图2－4 更改设计名三.选择一种求解方式1．在HFSS菜单上，点击Solution Type选项.2．选择源激励方式，在Solution Type 对话框中选中Driven Mode项。
图2－5 选择求解类型图2－6 选择源激励方式四.设置设计使用的长度单位1.在3D Modeler菜单上，点击Units选项.2.选择长度单位，在Set Model Units 对话框中选中mm项。
图2－5 选择长度单位图2－6 选择mm作为长度单位第三章构造模型本章中你的目标是：√建立物理模型。
√设置变量。
√设置模型材料参数√设置边界条件和激励源√设置求解条件时间：完成这章的内容总共大约要35分钟。
一.建立物理模型1．画长方体。
在Draw菜单中，点击Box选项（或直接点击图标）；图3－1 通过菜单加入一个Box2．输入参数。
按下Tab键切换到参数设置区（在工作区的右下角），设置长方体的基坐标为(x=-22.5mm,y=-22.5mm,z=0.0mm); 按下Enter键后输入三边长度：x方向45mm, y方向45mm, z方向5mm。
HFSS模型转换参数优化和脚本语言
Legacy Solutions
w
Solution data is not translated directly; HFSS projects must be resolved in v9.0.
w
HFSS v9.0 simulation results are located in the user’s chosen project directory, in a folder called <project_name>.hfssresults.
w w
Parameterization Optimization
w w
Quasi Newton Pattern Search
w w
Sensitivity (improved) Statistical Analysis (NEW)
Fully Integrated Optimetrics
w
All Optimetrics functionality is now available from within the UI
w
w
Solution Types/Setup
w
All Sources are migrated
w
Impedance Lines and Terminal lines are migrated.
– Impedance lines will be ignored for Driven Terminal solutions, terminal lines will be ignored for Driven Modal solution.
parameter list
Parameter Sweep Results
HFSS教案3
HFSS 3回顾：上一节课我们介绍了一个实例，完整而细致的展示了HFSS 中仿真前后的主要流程。
对应天线基本电参数的可视化做了演示。
但是，细心的同学发现，天线的驻波并不理想。
如何通过参数分析和进行优化是这一节的内容。
这也是今后我们面对的主要问题。
这一节课你将掌握以下几个方面知识：1、用变量替代模型尺寸；2、对天线进行参数分析；3、天线优化；4、阵列建模；5、模型数据导出；6、HFSS脚本编程一、建立变量为了方便的修改天线尺寸，我们可以设置一个变量l=30，并令臂长为l。
具体做法是在历史绘图树中双击上臂对应的矩形，在对话框中Zsize项直接输入变量符号l确认。
在接下来弹出的对话框中输出变量的初始值为30，单位选择mm，点击OK完成创建变量操作。
同理，将辐射臂的宽度设置为变量w，初始值为5mm，但此时要注意的是，我们需要将起始y坐标用-w/2表示，当改变w值的时候，天线始终与z轴保持一致。
当设置变量成功后，若我们想改变变量的值，只需要在工程树中选中该设计，在下方的Properties对话框可以直接作修改。
注：变量不仅可以用于替代尺寸，还可以作为描述位置、材料特性、图形变化参数等使用。
二、长度和宽度变化对天线性能的影响——自动参数扫描分析参数扫描分析可以使我们在一个已设置变量的仿真模型之上分析具有不同尺寸的模型。
在工程树中鼠标右键点击Optimetrics，打开快捷菜单并选择Add-Parametric…在接下来的对话框中点击Add，然后选择变量l，离散类型选择Linear Step，起始值为25，停止值为30，间隔为1。
记得点Add后OK键确认。
参数扫描设置成功后，在Optimetrics节点下面生成ParametricSetup1项。
接下来我们开始参数扫描分析，右键点击ParametricSetup1，选择Analyze，启动自动扫参分析。
当信息提示框提示分析完成后，便可到图形结果进行修改。
例如我们修改S11随频率变化图形，在Families标签页中，选择长度变量l 为全体，确认修改后点击Apply Trace生成新的图形。