HFSS软件使用基础介绍PPT课件.pptx

HFSS软件使用基础介绍 2020 3 19 1 1 HFSS简介2 HFSS使用3 举例说明4 参考文件 目录 2020 3 19 2 HFSS HighFrequencySimulatorStructure 是美国Ansoft公司开发的全波三维电磁仿真软件 采用有限元算法 Windows图形用户界面 简洁直观 自动化的设计流程 易学易用 稳定成熟的自适应网格剖分技术 结果准确 1 HFSS简介 2020 3 19 3 航空 航天 电子 半导体等领域 1 射频和微波无源器件设计2 天线 天线阵列设计3 高速数字信号完整性分析4 EMC EMI分析5 电真空器件设计6 目标特性研究和雷达反射截面仿真7 计算SAR8 光电器件仿真设计 HFSS的应用领域 2020 3 19 4 2 1工作环境介绍2 2建立HFSS工程的一般过程 2 HFSS使用介绍 2020 3 19 5 2 1工作环境介绍 2020 3 19 6 1 File菜单 管理HFSS工程文件以及进行打印操作 2020 3 19 7 2 Edit菜单 修正3D模型及进行撤销和恢复等操作 2020 3 19 8 3 View菜单 显示 隐藏子窗口 更改模型显示方式 2020 3 19 9 4 Project菜单 添加设计文件 管理工程变量 2020 3 19 10 5 Draw菜单 添加设计文件 管理工程变量 2020 3 19 11 6 Modeler菜单 导入导出模型 模型布尔操作 2020 3 19 12 7 HFSS菜单 管理分析设置操作 2020 3 19 13 8 Tools菜单 修改当前物体材料的库文件 运行脚本文件 2020 3 19 14 一般步骤 1 启动软件 新建设计工程 2 选择求解类型 3 创建参数化设计模型 构造几何模型 指定模型材料属性 分配边界条件 设置端口激励 4 求解设置 频率 收敛误差 扫频分析 网格剖分 5 设计检查和运行仿真计算 6 数据后处理 S参数 场分布 电流分布 谐振频率 品质因数 天线辐射方向图等 2 2HFSS使用介绍 2020 3 19 15 3 举例说明 通道机磁场分布 2020 3 19 16 1 启动软件 新建设计工程 注 另存为 路径名不要带汉字 2020 3 19 17 2 选择求解类型 HFSS SolutionType DrivenModalDrivenModal模式驱动求解类型 计算无源 高频结构的S参数时可选此项 如微带 波导 传输线结构 DrivenTerminal终端驱动求解类型 计算多导体传输线端口的S参数 由终端电压和电流描述S矩阵 Eigemode本征模求解类型 主要用于谐振问题的设计 计算谐振结构的频率和场分布 谐振腔体的无载Q值 2020 3 19 18 3 创建参数化设计模型 构造几何模型 指定模型材料属性 分配边界条件 设置端口激励 1 构造几何模型构造模型基本操作 坐标 尺寸 布尔 变换布尔运算 Modeler Boolean 合并Unite 多个物体生成一个物体 相减Subtract 一个物体减去另一个物体 相交Intersect 截取多个物体重叠部分 分裂split 沿某坐标平面将物体分裂 2020 3 19 19 几何变换 Edit Arrange Duplicate 平移Move 沿指定矢量线移动至新位置 旋转Rotate 沿指定坐标轴转动 镜像移动Mirror 移动物体至指定平面的镜像位置 沿线复制Alongline 沿指定矢量线复制模型 绕轴复制AlongAxis 沿指定坐标轴复制模型 镜像复制 沿指定镜面复制模型 2020 3 19 20 设置长度单位 Modeler Units 设置mm为默认长度单位 模型具体单位可改 2020 3 19 21 变量的使用 Project ProjectVariables 2020 3 19 22 2 指定模型材料属性HFSS软件自带材料库 用户也可以修改其中的材料属性或者向材料库添加新材料 选中模型 Modeler AssignMaterial 2020 3 19 23 3 分配边界条件天线处在空气中 新建一个空气块包围住天线 作为求解电磁场的空间 在空气块表面设置 辐射边界条件 模拟开放的自由空间 常用于天线分析 注 为保证计算准确度 辐射边界距离辐射体不小于1 4工作波长 2020 3 19 24 2020 3 19 25 选中空气块 HFSS Boundaries Assign Radiation Name项自己命名或者直接采用默认 2020 3 19 26 4 设置端口激励HFSS中最常用 波端口激励WavePort 集总端口激励LumpedPort 同轴线端使用集总端口激励即可 设置端口阻抗为50 建好的同轴线模型 2020 3 19 27 Draw Circle 新建一个非实体圆形面作为集总端口平面 2020 3 19 28 选中该圆形面 HFSS Excitations Assign LumpedPort 将该圆形面上指定为集总端口平面 2020 3 19 29 根据实际场分布绘制集总端口终端线 由同轴线内芯外表面指向屏蔽层内表面 2020 3 19 30 4 求解设置 频率 收敛误差 扫频分析 网格剖分 1 频率和收敛标准设置 HFSS AnalysisSetup AddSolutionSetup 输入频率 13 56MHz 2020 3 19 31 自适应网格剖分过程中 每次网格细化的迭代过程叫做一个Pass HFSS会基于当前网格计算出的S参数 或能量E 频率F 和上一次计算结果比较 如果求出的误差 S小于设置的收敛标准 表示解已经收敛 自适应网格剖分计算完成 波端口激励和集总端口激励问题使用 S作为收敛误差的判断标准 网格细分前后的 S小于MaximumDeltaS设定值时 停止继续细化 否则网格细化会一直进行下去 直到设定的最大迭代次数为止 2020 3 19 32 2 扫频分析 分析某个频段内S参数和场解 HFSS AnalysisSetup AddSolutionSetup 2020 3 19 33 三种扫频类型 快速扫频 离散扫频 插值扫频经验准则 fmax fmin 4 快速扫频fmax fmin 4 插值扫频离散扫频使用较少 2020 3 19 34 5 设计检查和运行仿真计算 1 设计检查 HFSS ValidationCheck 2020 3 19 35 1 运行仿真计算 HFSS AnalyzeAll 右下角进度窗口 Running左下角信息管理窗口 completion 2020 3 19 36 6 数据后处理 场分布绘制 1 建立观察非实体平面 Draw Plane 2020 3 19 37 2 选中该非实体平面 右键 FieldOverlays 选择磁场强度H的瞬时值Mag H 2020 3 19 38 单击Done 2020 3 19 39 计算完成 双击彩虹显示框可以设置显示方式 2020 3 19 40 2020 3 19 41 2020 3 19 42 动态演示 右键想查看的结果 选择 Animate 添加新动态演示或者删除之前的设定 2020 3 19 43 2020 3 19 44 编辑激励源的幅度和相位 右键 FieldOverlays 选择 EditSources 选择两个天线之间的相位