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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)
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,
< br>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<
/p>
、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
Projec
t > 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 <
/p>
Model
适于其他模型，不过一般
TE
M
模式（同轴、微带）传输
的单终端模型一般用
Driven Terminal
分析。
4
、设置单位
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 El
lipse
，
Circle
，
Box and so on)
，
表示绘制长<
/p>
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。<
/p>
注：
a.
数据
输入未完成时，不要在
3D
绘图区点击鼠标
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<
/p>
)
：
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）
Ellipse(
椭圆
)
：
首先输入基坐标
(x<
/p>
，
y
，
z) <
/p>
(
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
<
/p>
(x
，
y
，
z)
(
圆心
)<
/p>
，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<
/p>
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<
/p>
方向的交点
)
，再输入长方体的三
边长度
(dx
，
d
y
，
dz)
，完成。
< br>
Cylinder(
圆柱
)<
/p>
：
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)
，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
)
Regular Polyhedron(<
/p>
多面体
)
：
<
/p>
首先输入基坐标
(x
，
< br>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
，<
/p>
y
，
z)
(<
/p>
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。
Sphere(
球
)
：
先输入基坐标
(x
，
y
，
z)(
球心
)
，再输入球半径
(dx
，
0
，
0)
，完成。
< br>
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
Fac
es)
，或者选择
Edit > Select > By V
ariable(
对于
Edges
、<
/p>
Vertices
和
Mult
i
)
进行选择。
2
、坐标偏移
在菜单中选择
Modeler > Coordinate
System > Create >Relative CS >
Offset
，
则输入相应的偏移坐标：
( X
，
Y
，
Z)
即可。<
/p>
3
、
Bool
ean
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。<
/p>
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。
(
主要是以上三个，其他
操作略，同理
)
4
、复制粘贴操作
< br>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
Definition
窗口——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 Based
Curve
，则出现
Equation Based
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。
< br>
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
，
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 Vect
or
——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
(<
/p>
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
< br>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
Assi
gn 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
< br>)
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<
/p>
的
Solids
部分。
< br>
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<
/p>
项。
所选目标即设为有限导体
(
设置完的
Sheets
如右下图所示
)
。
二、设置辐射边界条件
一般边界为空
气腔部分，所以
一般选定
air
空气腔
设置边界条件。
在绘图历史树选中
a
ir
项，
右键
选择
Assign Boundary > Radiation
，
如图，在弹出的窗口将辐射边界命
名为
air1
，其他取默认值，点击
“
OK
”
，则在工程历史树
Antenna >
Boundaries
下添加
air
< br>项。
三、设置端口激励源
选定激励平面，点击右键选择
Assign
Excitation > Lumped Port(or
Wave Port)<
/p>
，点击“下一步”
，若辐
射端口不为所选
平面的全部，则在
Integration Line
项目中点
击
None
出现下拉菜
单，选择
New Line
画出激励平面的积分线，或者用
< br>(x
，
y
，
z)
和
(dx
，
< br>dy
，
dz)
坐
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