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1、HFSS v9.2纲要第一部分 软件设计环境第二部分 波导腔体内场分析第三部分 波导腔体内场优化第一部分 软件设计环境绘图窗绘图历史树主菜单工具条工程树属性窗进程窗信息窗工程树包括所有打开的 HFSS 工程文件，每个工程文件一般包括几何模型、模型的边界条件、材料定义、场的求解、后处理信息等。工程树中的第一个节点是工程的名称，默认名一般为Projectn ，n代表当前打开的第n个工程。导入HFSS设计后，其下加入 HFSSModeln节点，n代表当前加入的第n个设计，在该节点下包括模型的所有特定数据。1 工程树 Model：建立的模型。 Boundaries：边界条件。定义在问题区以及物体表面
2、的边沿处的场特性，包括良导体表面、阻抗表面、辐 射表面、主表面、从表面、集总元件表面等。 Excitations：激励源。定义某物体或某表面的电磁场 的源以及电荷、电流、电压等情况，包括端口、集总端口、入射端口、电压源、电流源等。 Mesh Operation：网格设置。定义网格的划分，即网格晶元。 Analysis：分析。包括求解设置，定义软件如何计算求解。 Optimetrics：优化。包括所有优化设置。 Result：结果。包括所有后处理生成的结果报告。 Port Field Display：显示模型的端口场分布。 Field Overlays：显示某物体、表面的基本或衍生的场分布情况。
3、 Radiation：设置近场、远场。2 绘图历史树绘图历史树包括绘制的所有的几何模式，以及模型的编辑、材料定义等。绘图历史树右侧是绘图窗，在该区绘制几何模型。属性窗显示在工程树、绘图历史树或绘图区中选中的某一项的属性，可以进行编辑，在属性窗中可编辑的参数是不定的，其标签页的名称也不定，均由所选中的项的类型决定。 3 属性窗信息窗显示与工程创建过程相关的各种信息，例如工程设置的错误信息、分析过程的设置信息等。进程窗在执行仿真时，监视仿真的进度，仿真的每一步都有显示。4 信息窗5 进程窗目标：建立一个T型波导模型，利用HFSS软件求解、分析、观 察T型波导的场分布情况第二部分 波导腔体内场分析一
4、、创建工程第一步：打开HFSS并保存新工程打开 HFSS 软件后，自动创建一个新工程： Project1。由主菜单选 FileSave as ，保存在指定的文件夹内，命名为Ex1_Tee。第二步：插入HFSS设计由主菜单选 Project Insert HFSS Design，则一个新项目自动加入到工程树中，默认名 HFSSModel1。同时，在工程树的右侧出现绘图窗口。在工程树中选择 HFSSModel1，点右键，选择 Rename项，将设计命名为 TeeModel。第三步：选择求解类型由主菜单选 HFSSSolution Type ，在弹出对话窗选择Driven Model 项。注：HFS
5、S 有以下几种解算类型：1、模式驱动（Driven Model）：这种解算类型计算以模式 为基础的S参数。根据波导模式的入射和反射功率表示S 参数矩阵的解2、终端驱动（Driven Terminal）：这种解算类型计算以终 端为基础的多导体传输线端口的S参数。此时，根据传输线终端的电压和电流表示S参数矩阵的解。3、本征模（Eignemode）：计算某一结构的本质模式或谐振。本征模解算器可以求出该结构的谐振频率以及这些谐振频率下的场模式。第四步：设置单位：由主菜单选 3D ModelerUnits ，在 Set Model Units 对话框中选中 in 项。二、创建模型第一步：创建长方体1.
6、绘制长方体：在 Draw 菜单中，点击 Box 选项按下 Tab 键切换到参数设置区（在工作区的右下角）1. 设置长方体的基坐标： x=0,y=-0.45,z=0注意：在设置时不要在绘图区中点击鼠标。l 按下 Enter 键后输入长和宽：dx=2,dy=0.9,dz=0 注意: 在设定基点后，其后的位置都是相对应基点而言的，因此，要选择相对坐标系。l 再按下 Enter 键后输入高：dx=0,dy=0,dz=0.42. 定义长方体属性：如上设置完几何尺寸后，HFSS 系统会自动弹出长方体属性对话框。 对话框的 Command 页里有我们刚才设置的几何尺寸，并且其数值可以自由更改。因此在我们也可
7、以先随意用鼠标建立一个长方体模型后，然后在其属性对话框输入其尺寸要求即可。单击 Attribute 页，在 Attribute 页我们可以为长方体设置名称、材料、颜色、透明度等参数。这里，我们把这个长方体命名为Tee；点击Transparent（透明度）将其设为0.8。Material（材料）保持为Vacuum。设置完毕后，同时按下ctrl 和D 键(ctrl+D)，将视图调整一下。3. 定义波形端口： 按 F键转换到面选择状态，选中长方体平行于 yz 面、x=2 的平面； 单击右键，选择 Assign ExcitationWave port项，弹出 Wave Port界面，输入名称WaveP
8、ort1； 点Next按钮，点击积分线 (Integration Line) 下的 New line ，则提示绘制端口，在绘图区该面的下边缘中部即（2,0,0)处点左键，确定端口起始点，再选上边缘中部即(2,0,0.4)处，作为端口终点。 此时，弹出Wave Port对话窗，默认设置，点Next，点Finish结束。 在工程树中选TeemodeExcitationsWavePort1项,可选中该端口，如图所示第二步：复制长方体1. 设置复制参数：2. 由主菜单选ToolsOptions3. HFSS Options，在弹出对话窗的General页，勾选Duplicate boundaries
9、with geometry项，确定。2. 复制长方体创建第二部分：展开绘图历史树的 ModelVacuumTee节点，右键点击Tee项，选择 EditDuplicateAround Axis，在弹出对话窗的Axis项选择Z，在Angel项输入90deg，在 Total Number 项输入2，点OK，则复制、添加一个长方体，默认名为TEE_1。3. 复制长方体创建第三部分：重复以上步骤，在Angel项输入-90，则添加第3个长方体，默认名Tee_2.第三步：组合长方体1. 检查设置：由主菜单选 ToolsOptions3D Modeler Options，在弹出对话窗的Operation页，确
10、定Clone tool objects before uniting项清空不选。2. 组合：按下 O 键切换到物体选择状态。选中第1个长方体，按下 Ctrl键的同时选中第2、3个长方体，由主菜单选 3D ModelerBooleanUnite，则将三个长方体组合在一起，形成了一个T型接头。第四步：创建间隔1. 绘制长方体：任意创建一个长方体。2. 确定位置参数：在属性对话窗口的 Command 页，在Position项输入-0.45in , offset-0.05in , 0in（注意：由于还没有定义offset变量，数据输入时要带上单位in），按下Enter键，则弹出Add Variable
11、对话窗，在Value项输入0in，点OK，回到属性对话窗。3. 调整长方体尺寸：仍然在Command页，在Xsize项输入0.45，Ysize 项输入0.1，Zsize 项输入.04。4. 命名：在 Attribute 标签页，在 Name 栏输入 Septum ，其它不变，点确定完成。5. 由 T 型接头中减去间隔：在历史树中选择 Tee 项，按下Ctrl 键的同时再选中 Septum 项。由主菜单选 3D ModelerBooleanSubtract ，在弹出对话窗口中，确定Tee在Blank Parts列，Septum在Tool Parts列（即将间隔从型接头中去掉），点OK完成。三、建
12、立并求解第一步：添加求解设置在工程树中，找到 TeeModelAnalysis 节点，点右键 ，选择Add Solution Setup ，弹出对话窗。在 General 标签页的Solution 项输入10，默认单位为GHz，在 Adaptive Solutions的 Maximum Number of Passes 项设为3，其它不变，点确定。则在Analysis节点下添加一个求解设置项，默认名为Setup1。添加频率扫描：在工程树中的Setup1项上点右键，选择Add Sweep，在弹出对话窗中选择Interpolating项，其它具体设置默认不变；在Type栏选择Linear Step
13、，定义频率范围为：810GHz，阶长0.05GHz，点OK完成。则在Setup1节点下增加一个频率扫描项，默认名为Sweep1。第二步：确认设置由主菜单选HFSSValidation Check，则弹出确认检查窗口，对设计进行确认。全部完成且没有错误时，点Close结束。第三步：分析由主菜单选HFSSAnalyze，对设计的模型进行三维场分析求解。求解全部完成后，在信息管理区会出现确定信息。第四步：移动间隔的位置在工程树的 TeeModel 项上点右键，选择 Design Properties项。在弹出对话窗的Local Variables标签页中选择Value项，在Offset参数的Valu
14、e框输入0.2（即Offset变量的值为0.2)，点确定完成，则在绘图窗更新几何尺寸，如图所示。第五步：重新分析在工程树的 Analysis 项点右键，选择 Analyze，重新进行3D场分析求解。四、比较结果第一步：创建一个S参数的矩形曲线图1. 创建结果图：在工程树中的Results项上点右键，选择Create Report。在弹出对话窗的Report Type列选择Model S Parameters，在Display Type列选择Rectangular Plot，点OK完成，则弹出Traces对话窗。2. 设置曲线：选中对话窗中部的Y标签页，在Category列选择S paramet
15、er，在Quantity列，按下Ctrl键的同时，选择S（Port1，Port1）、 S（Port1，Port2）、 S（Port1，Port3）项，在Function列选择mag。在X标签页，选择Use Primary Sweep项。在Sweeps标签页，选择Sweep Design and Project variable values，其它默认，点Add Trace，则在上方加入S11、S12、S13参数曲线，点Done完成。则在工程树的Results项下加入该图表项，默认名为XY Plot 1，在右侧窗口的矩形图中显示不同间隔S参数曲线，结果如图所示。第二步：创建一个场覆盖图1. 定义
16、间隔的位置：确定 Property 窗口已经打开，否则由主菜单选择ViewProperty Window，显示Property窗口，在工程树中选择TeeModel项，则在工程树下方出现Variables标签页，在Offset变量的Value栏输入：0。2. 定义场分布：双击工程树中的TeeModel项，返回绘图窗口，在绘图区点右键，选择Select Faces项，再点左键选择 T 型接头的上表面。由主菜单选择 HFSSFieldsPlot FieldsMag_E，在弹出对话窗的 Solution 项选择Setup1：LastAdaptive，其余默认，点 Done 完成。则在工程树的Field Overlays节点下加入该图，默认名为Mag_E1，在T型接头的上表面显示场分布情况。3. 修改三维场的绘制属性：在工程树中选择Field OverlaysE Field节点，点右键选择Modify Attributes，则出现属性对话框，可以设置场的显示类型、数量等参数。第三步：
