HFSSV天线仿真基本操作指南
HFSS ⾼频仿真软件操作指南
⽬录
第⼀章创建⼯程 Project素描照片素材
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
百代之过客
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)
第⼀章创建⼯程
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 > Inrt HFSS Design 或点击图标,(⼤⼝径的由主菜单选Project > Inrt 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。
由主菜单选Modeler > Units,在Set Model Units对话窗中选择合适的单位。
第⼆章创建模型
⼀、绘制常见规则形状
由主菜单选Draw > Rectangle (or Ellip,Circle,Box and so on),表⽰绘制长⽅体(或长⽅形、椭圆和圆等等),或者在上侧快捷图标选择,按Tab键切换到参数设置区(⼯
作区的右下⾓)。坐标输⼊窗⼝位于界⾯右下⾓,如图。
注:a.数据输⼊未完成时,不要在3D绘图区点击⿏标
通肠
b.若想取消所选画图操作,按下esc键即可
c.输基坐标时,z值是有效的,相当于原点坐标的⾼度坐标值
Rectangle(长⽅形):
⾸先输⼊基坐标(x,y,z),数据输⼊时⽤Tab键左右切换,全部设好后按下Enter键确认;再输⼊长⽅形的两边长度
(dx,dy,dz),dz均设为0,数据输⼊⽅式同上,全部设完按下Enter键确认,完成。(注:基坐标位于图形的-x和-y⽅向的交点)
Ellip(椭圆):
⾸先输⼊基坐标(x,y,z) (椭圆⼼),再输⼊椭圆的尺⼨(dx,dy,0),dx和dy表⽰x和y轴上的半轴长,
完成。
Circle(圆):
⾸先输⼊基坐标 (x,y,z) (圆⼼),再输⼊圆的尺⼨(dx,0,0),dx表⽰半径长,dx和dy只⽤设置其中之⼀即可,另⼀个设为0,完成。
Regular Polygon(多边形):
⾸先输⼊基坐标 (x,y,z) (形⼼),再输⼊半径(dx,0,0),然后左上⾓出现Segment
number对话窗设置多边数,完成。
Box(长⽅体):
⾸先输⼊基坐标(x,y,z) (底⾯的-x和-y⽅向的交点) ,再输⼊长⽅体的三边长度(dx,dy,dz),完成。
Cylinder(圆柱):
⾸先输⼊基坐标(x,y,z) (底⾯圆⼼),再输⼊圆柱底⾯半径(dx,0,0),接着输⼊圆柱⾼(0,0,dz),
传达
完成。(可以在第⼀次输(dx,dy,dz)时同时输⼊半径dx和⾼度dz,减少操作步骤)几天不拉屎算便秘
Regular Polyhedron(多⾯体):
⾸先输⼊基坐标(x,y,z) (底⾯形⼼),再输⼊底⾯半径和⾼(dx,0,dz ),最后在Segment number对话窗设置多⾯体侧⾯数。
Cone(圆锥):
⾸先输⼊基坐标(x,y,z) (底⾯形⼼),再输⼊下底⾯半径(dx1,0,0),接着输⼊“上底⾯半径”(dx2,0,0),(实际半径
=dx1+dx2)最后输圆锥⾼度(0,0,dz),完成。
先输⼊基坐标(x,y,z)(球⼼),再输⼊球半径(dx,0,0),完成。
Toru(⽴体圆环):
先输⼊基坐标(x,y,z)(环⼼),再输⼊圆环内半径(dx,0,0),接着输⼊圆环外半径(dx,0,0),完成。
⼆、常⽤操作
1、选定操作切换
在绘图区域右击,上部分出现Select Objects、Select Faces、Select Edges、Select Vertices、Select Multi,依次为选定物体、⾯、边缘线、顶点等,如果有些部分不好选,可选择Edit > Select > By Name(对于Objects和Faces),或者选择Edit > Select > By Variable(对于Edges、Vertices和Multi)进⾏选择。
2、坐标偏移
在菜单中选择Modeler > Coordinate
System > Create >Relative CS > Offt,
则输⼊相应的偏移坐标:( X,Y,Z)即可。
3、Boolean运算
a) Unite合并若⼲部分
选定需要分离的物体——选择Modeler > Boolean > Unite,所选部分即拼合在⼀起,左边绘图树⾥的两个部分合并在⼀个标题⾥。
b) Subtract相减运算
选定需要分离的物体——选择Modeler > Boolean > Subtract——弹出Subtract窗⼝——左边为被减部分,右边为减掉部分,下侧为相减之前克隆减掉部分,据具体情况选择。
c) Split分离某个部分
选定需要分离的物体——选择Modeler > Boolean > Split——弹出Split窗⼝——Split Plane选XY,Keep Fragment选Negative Side (此操作表⽰在XY平⾯处切去,保
留部分为Z轴的负半轴部分。其他同理。)
Split objects选项表⽰分离所选物体还是分离穿过分离⾯的所有物体。⼀般都是选择前者。
注:分离前⼀般配合坐标偏移操作将坐标调⾄合适位置,再进⾏分离操作。
拜年习俗(主要是以上三个,其他操作略,同理)
4、复制粘贴操作
选定所要复制的部分——右击选择Edit>Copy——在绘图区右击选择Edit>Paste,则在绘图树中增加⼀个模型标签Horn1(假设复制的是Horn)——双击Horn1,弹出Properties 窗⼝,在Command标签下有模型的参数,通过修改参数,即可绘制出与原模型相同形状但不同尺⼨的模型。
利⽤此操作可以简化某些相同形状模型的绘制过程。
5、材料设置
在上侧快捷图标栏如上部分,点击vacuum出现下拉菜单——选择Select,弹出Select
Def
ini
tio
n窗
⼝
—宿务岛
—
选
择所需的材料。
此设置完毕后所绘制的固体均为所设置的材料,直到再次改变此设置。
6、基于⽅程的曲线
在主菜单选择Draw>Equation Bad Curve,则出现Equation Bad Curve窗⼝,如图。
X(_t)=0时,表⽰所画曲线位于YZ轴,输⼊⾃变量t时注意要⽤_t表⽰,Point表⽰在曲线上取的标记点数,这些点平均分布在曲线上。
7、Sweep扫描操作
(1)选定所要旋转的曲线——在主菜单选择Draw > Sweep > Around Axis,旋转扫描,弹出Sweep Around Axis窗⼝,按如图设置——则曲线被旋转为绕Z轴的对称曲⾯。
注:此操作可以绘制抛物⾯,将曲线绘制为抛物线,即X(_t)=0,Y(_t) =_t,
口琴歌曲简谱Z(_t)=a*_t^2+b,Start_t、End_t及Points据具体情况未定,然后对此抛物线做Sweep Around Axis操作,即可得到抛物⾯。若要绘制固体的,对两条抛物线做此操作即可。
(2) 选定所要旋转的曲线——在主菜单选择Draw > Sweep >Along Vector——输⼊(X,Y,Z)及(dX,dY,dZ)得平移向量——弹出Sweep Along Vector对话框,取默认值,点OK——则曲线沿向量⽅向平移向量模的距离。
三、⼏种常见天线
1、圆极化微带天线:贴⽚、介质板、底板、馈电点、端⼝、空⽓腔。
2、⾓锥喇叭天线:绘制时,选中前后⼝⾯(⼀般为命名为Horn和Aperture的两⾯),选择Modeler > Surface > Connect,则⽣成如下图所⽰的喇叭。注:创建空⽓腔波端⼝的平⾯要与腔壁重合,切勿让波端⼝包含于空⽓腔内。
3抛物⾯天线:见“常⽤操作”中的“Sweep扫描操作”。
第三章参数及条件设置
⼀、设置材料参数
右图为绘制好某个天线整个模型后Modeler
Design Tree窗⼝(绘图历史树),上⾯是Solids部分,下⾯
是
Sheets部分,此时,每单个模型均未定义材料特性。如这样的图标是每个模型的名称,在创建时已经命名 (以下把这样的图标称为图形名称图标) 。表⽰此部分的材料,默认为真空。
对于Solids:选定图形名称图标(利⽤Ctrl键依次可选择多个),右键选Assign Material(也可以在菜单栏HFSS 下拉菜单⾥选择,本⽂后⾯很多操作同样如此),在弹出窗⼝(如下图)的Material标签页中选择给定材料,点“确定”。依次设定⽴体模型材料后,可得到下页右上图所⽰的Modeler Design Tree的Solids部分。
对于Sheets:选定图形名称图标,右键选Assign Boundary > Finite Conductivity(or layer impedance and so on),(如下图)在弹出窗⼝给边界命名,取默认值,则在⼯程历史树中的Antenna > Boundaries节点下添加Finite Cond1项。所选⽬标即设为有限导体(设