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HFSS中文手册.pdf

HFSS中文手册.pdf

上传者: xinzhenyu1988 2011-09-19 评分1 评论0 下载648 收藏10 阅读量1116 暂无简介 简介 举报

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HFSS_FULL_BOOK_V10 801 页 中文版 组织翻译 点击图片直接进入 FULL BOOK 讨论专版 bbs.RFEDA.cn rf---射频(Radio Frequency) eda---电子设计自动化(Electronic Design Automation) 内容简介 HFSS_FULL_BOOK_V10 内容简介 本书讨论 Ansoft HFSS 应用中的一些基础概念和相关专业技术。主要分为以下几部分: 0. 基本原理 Ansoft HFSS工作界面 创建新项目 设置模式类型 1. 参数化建模 1.1 边界条件 1.2 激发 2. 求解设置 3. 数据报表 4. 求解循环 4.1 网格操作 5. 例子-天线 6. 例子-微波 7. 例子-滤波器 8. 例子-信号完整性 9. 例子-EMC/EMI 10. 例子-芯片元件 微波仿真论坛 (http://bbs.rfeda.cn) 组织翻译 第 1 页 微波 仿真 论坛 htt p:/ /bb s.r fed a.c n 微波 射频 交流 平台 &良 好学 术交 流氛 围 内容简介 HFSS 是什么? HFSS是利用我们所熟悉的windows图形用户界面的一款高性能的全波电磁场(EM)段任意3D无源器 件的模拟仿真软件。它易于学习,有仿真,可视化,立体建模,自动控制的功能,使你的3D EM问题能 快速而准确地求解。Ansoft HFSS使用有限元法(FEM),自适应网格划分和高性能的图形界面,能让你 在研究所有三维EM问题时得心应手。Ansoft HFSS能用于诸如S-参数,谐振频率和场等的参数计算。典 型的应用包括: 封装模型-BGA,QFP,Flip-Chip PCB板建模-电源/接地板,网格面,底板 硅/砷化镓-螺旋电感线圈,变压器 EMC/EMI-屏蔽防护层,耦合,近/远场辐射 天线/移动通信-贴片天线,偶极子,喇叭,等元电话天线,四臂螺旋天线,吸收比(SAR),无限阵 列,雷达横截面(RCS)及频率选择表面(FSS) 连接器-同轴电缆,SFP/XFP,底板,转换器 波导-滤波器,共鸣器,转换器,连接器 滤波器-腔体滤波器,微带传输带,介质滤波器 HFSS是基于四面体网格元的交互式仿真系统。这使你能解决任意的3D几何问题,尤其是那些有复 杂曲线和曲面的问题,当然在局部会利用其他技术。 HFSS是高频结构仿真器(High Frequency Structure Simulator)的缩写。Ansoft公司最早在电磁仿 真中使用如切线矢量有限元,自适应网格,和ALPS等有限元法解决EM仿真问题。今天,HFSS继续以 革新领导着这个产业,如模型对节点和全波SPICE分析。 Ansoft HFSS听取许多用户和工业界的意见,发展了很长一段时间。在业界,Ansoft HFSS是高生 产力研究,发展和虚拟的工具之一。 微波仿真论坛 (http://bbs.rfeda.cn) 组织翻译 第 2 页 微波 仿真 论坛 htt p:/ /bb s.r fed a.c n 微波 射频 交流 平台 &良 好学 术交 流氛 围 内容简介 系统要求: Microsoft Windows XP(32/64), Windows 2000,或 Windows 2003。最新消息参阅HFSS 的发布。 基于奔腾处理器的电脑 至少128MB RAM 至少8M显卡 鼠标或其他指向性工具 CD-ROM驱动器 安装 Ansoft HFSS: 最新消息参阅HFSS安装指南。 开始 Ansoft HFSS 1. 点击桌面上的开始按钮,选择所有程序,找到并选择 Ansoft,HFSS 10 程序组。点击 HFSS 10。 2. 或在桌面双击 HFSS 10 图标。 微波仿真论坛 (http://bbs.rfeda.cn) 组织翻译 第 3 页 微波 仿真 论坛 htt p:/ /bb s.r fed a.c n 微波 射频 交流 平台 &良 好学 术交 流氛 围 内容简介 将低版本 HFSS 文件转换为 HFSS 10 文件 由于文件的转换,在旧版本下打开一个HFSS文件会花比过去更多的时间。但文件一旦被打开和保 存,下次打开时时间就会恢复正常。 Ansoft HFSS v10可为你自动将旧版本的HFSS文件转换为HFSS v10格式。 打开低版本的HFSS工程 从HFSS v10 1 选择菜单项目 "file"->"open" 2 打开对话框 1) 文件类型:Ansoft Legacy EM Projects (.cls) 2) 找到项目并点击.cls文件 3) 点击 "open" 获取帮助: 如果在使用HFSS中遇到了问题,可以通过如下几个方法来解决 1. HFSS在线帮助 1) 在动态对话框中点击HELP按钮或按F1键 2) 选择菜单条目Help>Contents 来访问在线帮助系统 3) 工具提示可以对工具栏和对话框提供一些信息,当鼠标停留在工具上少许时间后,工 具提示会显示工具的名字 4) 当鼠标移过工具或点击时,HFSS下端窗口会出现此工具功的简单描述或菜单条目 5) “HFSS开始向导”对如何创建和解决3D EM项目提供了详细的信息 2. Ansoft技术支持 6) 在 www.ansoft.com 注册并选择Contact,可以在你的地理位置联系到Ansoft技术员 访问 Ansoft 主页 如果你的计算机已经连接到因特网,你可以通过访问Ansoft主页来学习和了解Ansoft公司和产品通 过HFSS界面: 1) 选择菜单条目Help>Ansoft Corporate Website 来访问在线技术支持系统(OTS) 2) 通过因特网浏览器:访问 www.ansoft.com 微波仿真论坛 (http://bbs.rfeda.cn) 组织翻译 第 4 页 微波 仿真 论坛 htt p:/ /bb s.r fed a.c n 微波 射频 交流 平台 &良 好学 术交 流氛 围 内容简介 寻求技术支持: 下面的链接指向Asoft技术支持网页,在这里你可以获得额外的文件、练习和应用说明 网页:www.ansoft.com/support.cfm 在线升级 这个新功能可以更新任何现有版本的Ansoft软件,下面是在线升级窗口。系统自动扫描计算机中现 有的Ansoft软件,并下载任何可用的升级包 微波仿真论坛 (http://bbs.rfeda.cn) 组织翻译 第 5 页 微波 仿真 论坛 htt p:/ /bb s.r fed a.c n 微波 射频 交流 平台 &良 好学 术交 流氛 围 绪 论 绪 论 第一节 HFSS 用户界面 一. HFSS 窗口有以下几个可供选择的面板 1. 项目管理窗口(Project Manager): 项目结构设计树,通过它可以访问工程结构单元 F. 0.1.1 2. 信息管理窗口(Message Manager): 仿真之前可以在这里查看错误或警告 3. 属性窗口(Property Window): 在这里可以修改模型的属性和参数 微波仿真论坛 组织翻译 第 页 (http://bbs.rfeda.cn) 6 微波 仿真 论坛 htt p:/ /bb s.r fed a.c n 微波 射频 交流 平台 &良 好学 术交 流氛 围 绪 论 F. 0.1.2 4. 过程窗口(Progress Window): 显示求解过程 5. 三维模型窗口(3D Modeler Window) 当前设计的模型内容可以在这里查看到。并在第一章中介绍了怎样查看更多模型信息 F. 0.1.3 微波仿真论坛 组织翻译 第 页 (http://bbs.rfeda.cn) 7 微波 仿真 论坛 htt p:/ /bb s.r fed a.c n 微波 射频 交流 平台 &良 好学 术交 流氛 围 绪 论 F. 0.1.4 二. HFSS 设计窗口 1. 在 Hfss 界面上,每个项目可以有多个设计,每个设计都在不同的窗口中显示 2. 可以同时打开和查看多个项目和设计窗口 3. 可以拖动标题栏来调整窗口位置,拖曳窗口的边界或角来调整它的大小,也可以通过下面的菜 单选项来调整:Window Cascade, Window >Tile Vertically, or Window > Tile Horizontally. 4. 点击文件面板右上角的最小化符号来缩小设计窗口,此时在总窗口下方会出现一个图标。如果 其他文件被打开了,图标可能会不可见,必要时调整窗口的大小。选择菜单条目 Window > Arrange Icons 来排列总窗口底部的图标。 5. 选择菜单条目 Window > Close All 来关闭所有打开的设计,及时保存没有保存的设计。 F. 0.1.5 微波仿真论坛 组织翻译 第 页 (http://bbs.rfeda.cn) 8 微波 仿真 论坛 htt p:/ /bb s.r fed a.c n 微波 射频 交流 平台 &良 好学 术交 流氛 围 绪 论 三. 工具栏 1. 工具栏中的按钮都是些常用的命令,在 HFSS 初始屏幕上显示了很多可用的工具栏按钮的解释, 但是你的 HFSS 不一定是按照这种方法来排列的,可以自定义一种方便的排列方式。 2. 一些工具栏总是显示着的,有些在你选择了相关类型的文件的时候会显示。例如,当你在项目 树里选择 2D 报告时,2D 报告工具栏将会显示。 F. 0.1.6 四. 显示/隐藏个别的工具条 1. 右键点击 HFSS 窗口框架 2. 一个列有所有工具栏的清单将会显示出来,在它们的左边有一个复选标记,没有标记的工具栏 将被隐藏,点击工具栏的名字来选择是否显示。 3. 要改动工具栏,请选择菜单条目 Tools > Customize 在下一页介绍自定义工具栏。 F. 0.1.7 微波仿真论坛 组织翻译 第 页 (http://bbs.rfeda.cn) 9 微波 仿真 论坛 htt p:/ /bb s.r fed a.c n 微波 射频 交流 平台 &良 好学 术交 流氛 围 绪 论 五. 自定义工具栏 一) 自定义工具栏 1. 选择菜单条目 Tools > Customize 或者右键点击 HFSS 窗口边框并点击工具栏底部的 Customize 2. 在 Customize 对话框中: 观察工具栏命令的描述 1). 在下拉菜单中选择一个条目 2). 在分类菜单中选择一个条目 3). 点击显示描述 4). 完成查看后点击CLOSE关闭 二) 调整工具栏的可见性 1. 在工具栏菜单中,点击复选标记来控制工具栏的可见性 2. 完成后点击 CLOSE 关闭 F. 0.1.8 六. HFSS 桌面 HFSS 桌面提供了直观的、方便的界面来操作无源器件。构造一个设计包括以下几点: 1. 参数模型(Parametric Model Generation):构造集合图形、边界和激励源 2. 分析(Analysis Setup):设定求解器和频率扫描 3. 结果(Results):构造 2D 报告和扫描场 4. 求解流程(Solve Loop):求解是自动进行的,下图解释了求解的进程: 微波仿真论坛 组织翻译 第 页 (http://bbs.rfeda.cn) 10 微波 仿真 论坛 htt p:/ /bb s.r fed a.c n 微波 射频 交流 平台 &良 好学 术交 流氛 围 绪 论 F. 0.1.9 七. 打开一个 HFSS 项目 描述怎样打开一个已有的项目或者新建一个项目 一) 新建一个工程 1. 选择菜单条目 File > New. 2. 选择菜单条目 Project > Insert HFSS Design. 二) 打开一个现有的项目 1. 选择菜单条目 File > open,使用打开对话框来选择项目 2. 点击 OPEN 来打开项目 三) 从浏览器中打开一个现有的项目 1. 可以从浏览器中打开一个项目 2. 通过以下步骤来在浏览器中打开一个现有的项目 双击项目名称 右键点击项目并选择Open 微波仿真论坛 组织翻译 第 页 (http://bbs.rfeda.cn) 11 微波 仿真 论坛 htt p:/ /bb s.r fed a.c n 微波 射频 交流 平台 &良 好学 术交 流氛 围 绪 论 第二节 设置求解器 一. 怎样设置求解器。 求解器类型决定了结果的类型,激励源的设置和收敛情况。有以下几种求解器: 1. 模式驱动(Driven modal):计算基于 S 参数的模型。S 矩阵求解将根据波导模式的入射和反射 功率来描述。 2. 终端驱动(Driven Terminal):计算基于多导线传输的 S 参数的终端。S 矩阵求解将以终端电 压和电流的形式描述。 3. 本征模(Eignemode):计算某一结构的本征模式或谐振,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。 二. 收敛判断 1. 模式驱动(Driven modal):S 参数的差值。在以前的版本只有这种收敛形式。 2. 终端驱动(Driven Terminal):单端口或不同节点的 S 参数的差值。 3. 本征模(Eignemode):频率的差值 三. 设置求解器类型 1. 选择菜单条目 HFSS>Solution Type 2. 求解器类型窗口: 1). 选择下面任何一个 1. Driven Modal 2. Driven Terminal 3. Eigenmode 2). 点击 OK 按钮 F. 0.2.1 微波仿真论坛 组织翻译 第 页 (http://bbs.rfeda.cn) 12 微波 仿真 论坛 htt p:/ /bb s.r fed a.c n 微波 射频 交流 平台 &良 好学 术交 流氛 围 绪 论 第三节 创建参数模型 Ansoft HFSS 3D 模型编辑器简单灵活。3D 模型编辑器的强大之处在于:能够创建全参数的模型而 无需编辑复杂的宏/模型来实现。 这个章节主要介绍 3D 模型建立的一般步骤。通过对基本概念的掌握,我们可以充分利用 3D 参数模 型提供的所有优势。 模型编辑器用户界面 下面的图片所示的是 3D 模型编辑器窗口。 一、3D 模型设计树型结构-3D 模型设计树型结构是用户界面的重要组成部分。通过树型结构你可 以找到任何物体的属性。 二、相关菜单-相关菜单可以灵活的获得当前页的菜单命令。在用户界面点击右键即可获得此动态 变化的菜单。 三、图形区域-图形区域用于连接图形的结构元素。 F. 0.3.1 在使用 3D 模型编辑器的时候,我们也会用到两个相关的界面: 一、属性窗口-属性窗口用于检查和修改结构体的属性和尺寸。 微波仿真论坛 组织翻译 第 页 (http://bbs.rfeda.cn) 13 微波 仿真 论坛 htt p:/ /bb s.r fed a.c n 微波 射频 交流 平台 &良 好学 术交 流氛 围 绪 论 F. 0.3.2 二、数据条/坐标输入-Ansoft HFSS 桌面窗口显示了坐标输入区,用于确定创建物体的位置和尺寸。 F. 0.3.3 网格平面 为了简化结构的设计,Ansoft HFSS 采用了网格平面。绘画的平面不会限制用户随意画尺寸长度, 而是引导用户设计图案。绘画面显示在我们面前就是一个灵活的网格面(这个网格不需要可视)。了解如 何使用绘画平面,请参考章节:设计和察看简单结构。 活动光标 活动光标指的是设计图时可用的光标。光标可以改变当前位置。具体位置在 Ansoft HFSS 桌面窗口 的数据条可见。 F 0.3.4 当我们没有设计图形时,光标不可用但可以动态选择。详情请看:物体选择概述。 创建并察看简单结构 创建 3D 结构图由以下几步完成: 1. 设置网格平面 2. 创建物体的基本形状 3. 设置高度 一、创建长方体 我们将通过创建一个长方体来展示这几个具体的步骤。这些步骤在假设工程和 HFSS 设计已经 创建的基础上进行。设计一个长方体,我们需要建立三个点。前两个点确定矩形,然后再确定 高度。 微波仿真论坛 组织翻译 第 页 (http://bbs.rfeda.cn) 14 微波 仿真 论坛 htt p:/ /bb s.r fed a.c n 微波 射频 交流 平台 &良 好学 术交 流氛 围 绪 论 Point1:定义矩形的起始点。 Point2:确定矩形的长和宽。 Point3:确定长方体的高度。 F. 0.3.5 一)选择菜单:3D Modeler > Grid Plane > XY 二)使用鼠标完成基本的形状 1. 通过将活动光标放在具体位置并点击左键来确定起始点。 F. 0.3.6 2. 将活动光标放置在适当位置并点击左键确定基本的矩形。 微波仿真论坛 组织翻译 第 页 (http://bbs.rfeda.cn) 15 微波 仿真 论坛 htt p:/ /bb s.r fed a.c n 微波 射频 交流 平台 &良 好学 术交 流氛 围 绪 论 F 0.3.7 3. 通过活动光标点击左键来设定高度。 F. 0.3.8 设置端点 一、网格 从例子中我们可以了解到设置一个端点的最简单的方式:在网格平面点击一下即可。设置网格 平面的精度,可选择菜单:View > Grid Setting 。在这里你可以设定网格的类型、格式、可视度 和精度。点击保存为默认设置(Save As Default)按钮,供以后 HFSS 设计直接调用。 微波仿真论坛 组织翻译 第 页 (http://bbs.rfeda.cn) 16 微波 仿真 论坛 htt p:/ /bb s.r fed a.c n 微波 射频 交流 平台 &良 好学 术交 流氛 围 绪 论 F. 0.3.9 二、坐标输入 另一种说明坐标的方法是使用位于 Ansoft HFSS 桌面的数字工作条的坐标输入区。这里的坐标 可以设置成直角坐标、柱坐标、球坐标。一旦第一个点确定了,坐标输入区的值为相对坐标。 在相对模式下,坐标不再是绝对的(从工作坐标的圆点开始计算),而是相对于前一个输入点。 1、公式 坐标输入区允许输入公式作为坐标值。例如:2*5,2+6+8,2*cos(10*(pi/180))。 坐标输入区不能输入变量。 注意:Trig 函数是按弧度计算。 F. 0.3.10 2、物体属性 在默认属性条件下,你设计完物体后会出现一个对话框。在这个对话框中你可以修改物体的 位置和大小。这个方法使你可以通过点击鼠标来修正最终的对话框。 属性对话框可以是公式、变量和单位。详情见输入参数概述。 每个物体都有两个特性 1)命令(Command)-定义物体性质 2)性质(Attributes)-定义材料、显示情况和性质。 微波仿真论坛 组织翻译 第 页 (http://bbs.rfeda.cn) 17 微波 仿真 论坛 htt p:/ /bb s.r fed a.c n 微波 射频 交流 平台 &良 好学 术交 流氛 围 绪 论 F. 0.3.11 画图概述 一、基元 对于实体模型,基本元素或实体叫做基元。基元的例子有长方体、圆柱体、矩形、圆等等。基 元又两种类型:三维基元或体和二维基元或面。通过合理设计基元尺寸并放置基元,我们可以 设计出复杂的结构体。 设计复杂的物体时,可以将基元减去一个洞,也可以将基元组合起来。这些相关的操作在布尔 运算中可以实现。 二维基元也可以生成任意的实体基元。 二、二维物体 以下是可用的二维物体:圆、直线、点、曲线、椭圆、矩形多线条。 三、三维物体 以下是可用的三维物体:长方体、圆柱体、球、环形曲面体、螺旋体、接合线、圆锥体、多面 体。 四、面 圆、圆柱体、球等等都有实际的表面。第九版之前版本的基元都是由小平面组成的。如果你想 微波仿真论坛 组织翻译 第 页 (http://bbs.rfeda.cn) 18 微波 仿真 论坛 htt p:/ /bb s.r fed a.c n 微波 射频 交流 平台 &良 好学 术交 流氛 围 绪 论 使用小平面基元(圆柱体或圆),选择通用多面体或通用多线条。 对实表面物体的网格生成的控制,可以查看网格控制章节。 五、捕捉模式 作为图形选择的补充,模块提供了捕捉功能。捕捉默认值如下图所示。活动光标的位置会捕捉 到这些位置。 F. 0.3.12 六、移动 在默认设置中活动光标都是三维的。模型中也可以将活动光标设置为只在一个面移动或不能在 某个面移动。这些设置在菜单 3D Modeler > Movement Mode。 另外,活动光标的活动范围也可以由 XYZ 键限制在一定的方向(x,y,z)。这个操作可以防止光 标运动到其他方向。 按住 CTRL+ENTER 键可以设置本地参考点。这对于创建基于已经存在物体的几何图形时是很 有用的。 F. 0.3.13 微波仿真论坛 组织翻译 第 页 (http://bbs.rfeda.cn) 19 微波 仿真 论坛 htt p:/ /bb s.r fed a.c n 微波 射频 交流 平台 &良 好学 术交 流氛 围 绪 论 七、导入 在 3D 模型设计中你可以从外部导入图形文件。 选择菜单:3D Modeler > Import 。下面是我们支持的导入文件。你需要一个许可文件才可以 设置这些导入选项。 F. 0.3.14 八、融合 自动融合导入固体模型。 翻译后用户控制融合。 九、3D 模式分析- 3D 模型/分型 基于用户输入的面、体、区域分析。 问题清单(面、边、顶点)。 自动放大问题存在的区域。 移动面。 移动边。 移动薄片。 移动顶点。 F. 0.3.15 F0.3.16 选择之前定义的形状 你可以通过移动鼠标到图形再点击它就可以选中目标。动态选择的默认模式是以唯一的外形颜色显 示物体。请注意,在选中某个物体后,该物体呈紫色,其他物体将以透明形式显示。 一、选择的类型 选择物体的默认设置。有时我们需要选择面、边或者顶点。改变选择模式,选择菜单 Edit > Select 微波仿真论坛 组织翻译 第 页 (http://bbs.rfeda.cn) 20 微波 仿真 论坛 htt p:/ /bb s.r fed a.c n 微波 射频 交流 平台 &良 好学 术交 流氛 围 绪 论 然后选择合适的模式。快捷键 o(选择体)和 f(选择面)对于在两种常用模式间的转换是很有 用的。 二、多选择或切换选择 在选择的时候按住 CTRL 键可以选择多个物体。按住 CTRL 键重复点击物体可以让物体在选中 与非选中间切换。 三、阻挡物体 如果你想选择的物体在其他物体的后面,选择挡住你想选物体的物体,然后按住 b 键或点击右 键选择菜单中的后面下一个(Next Behind)。你可以重复多次直到选中你想选中的物体。 四、选择可视物体 你可以通过 CTRL+a 或者选择菜单 Edit > Select All Visible 选择所有可以看见的物体。 五、通过名称选择 通过名称选择物体,你可以选择下面的任何一种方式: 一)选择菜单:Edit > Select > By Name 二)选择菜单:HFSS > List 1. 选择格式(Model)键 2. 选择列表中的物体 三)使用模型树型结构(Model Tree)。 六、模型树型结构 当创建一个物体后,它会自动添加到模型树型结构。在模型树型结构中可以找到所有的物体。 如果你展开模型,你会发现物体通过物体可以按照物体或材料分类。通过切换菜单 3D Modeler 〉 Group Object by Material 可以在分类之间切换。 F. 0.3.17 和前面叙述的一样,每个物体有两种性能: 1、属性 点击数型结构的相关项可以选择物体。 当你选中某物体时,它的属性会在性能窗口显示出来。在物体上双击时会打开一个性能对话 框。在性能窗口可以修改相关的属性。 2、命令 微波仿真论坛 组织翻译 第 页 (http://bbs.rfeda.cn) 21 微波 仿真 论坛 htt p:/ /bb s.r fed a.c n 微波 射频 交流 平台 &良 好学 术交 流氛 围 绪 论 在模型树型结构处展开物体显示出命令列表,可以选中命令性能。用鼠标选中数型结构中 的相关命令。在性能窗口中显示出相关的特性。双击命令可以打开一个特性对话框。使用 属性窗口或属性对话框可以修改命令。 选中命令后,在 3D 模型窗口可以看到物体会以粗体形式显示出来。因为一个物体可以由几 个基元组成,命令列表也可能包含几个物体。其中的任何以条指令都可以选来使物体可视 化或修改物体。 F. 0.3.18 3D 模型的几何图形有相关的模型定义实现。体、面、线和点是独立的,因此它们可以在模型树型结构中 简单得到定义。 F. 0.3.19 如果边界条件和激励定义在一个面型物体上,二维物体通过它们的作用可以进一步分类。 F 0.3.20 微波仿真论坛 组织翻译 第 页 (http://bbs.rfeda.cn) 22 微波 仿真 论坛 htt p:/ /bb s.r fed a.c n 微波 射频 交流 平台 &良 好学 术交 流氛 围 绪 论 七、物体属性 物体的属性有如下用户定义的性能: 名称-用户定义的名称。默认名称以基元类型开头,后面跟随数字标号:Box1、Box2 等等。 材料-用户定义材料性能。默认性能是空气。使用材料工具栏可以变换材料。 内部求解-默认的 HFSS 只给内部电介质求解。要让 HFSS 给内部电导求解,检查内部求解。 方向 模型物体-如果物体包含在解内,就会对它进行控制。 展示线框-使物体总是以线框形式显示。 颜色-设置物体颜色 透明度-设置物体的透明度。0 是固体,1 是线形体。 注意:可视性不是物体的性质。 F. 0.3.21 八、材料 点击材料名称,材料定义窗口就会打开。你可以从已有的数据库中查找或定义一个用户工程材 料。 F. 0.3.22 微波仿真论坛 组织翻译 第 页 (http://bbs.rfeda.cn) 23 微波 仿真 论坛 htt p:/ /bb s.r fed a.c n 微波 射频 交流 平台 &良 好学 术交 流氛 围 绪 论 1、用户定义工程材料 在材料定义窗口点击增加材料(Add Material)按钮可以定义用户化材料。下面的对话框 就会出现。输入材料的定义并点击确定按钮。 F 0.3.23 改变视角 通过以下命令,你可以随时(集市仔图形生成的过程中)改变视角: 一、工具条 旋转-结构会绕坐标系统旋转。 上下左右移动-结构将在平面区域移动。 动态缩放-向上滚动鼠标增大放大因子,向下滚动鼠标会减小放大因子。 放大/缩小-拖动鼠标可以形成一个塑料手型结构。在放开鼠标后,放大椅子将会应用到设计中。 F. 0.3.24 微波仿真论坛 组织翻译 第 页 (http://bbs.rfeda.cn) 24 微波 仿真 论坛 htt p:/ /bb s.r fed a.c n 微波 射频 交流 平台 &良 好学 术交 流氛 围 绪 论 二、背景菜单 在图形区域点击右键选择菜单 View,在工具栏选择突出的选项,背景菜单如下: 合理视觉(Fit all)-这将结构缩放到画画区域的整个范围。 选中区域合理视觉(Fit Select)-将选中的物体在画画区域合理显示。 旋转(Spin)-拖动鼠标然后释放鼠标使物体旋转。拖动/释放鼠标的速度可以控制旋转的速度。 活力(Animate)-创建或展示几何图形的参数。 F. 0.3.25 三、快捷键 变换视图是一个常用的操作,因此有一些快捷键。按住相关的键并拖动鼠标可以有: ALT+Drag-旋转 按住 ALT 键并在下图所示区域双击可以看到九个之前定义的视野。 F. 0.3.26 Shift+Drag-平面内移动 ALR+Shift+Drag-动态缩放 四、可视性 物体、边界、激励和场报告可以通过菜单 View > Visibility 控制。 五、选择性隐藏 选中物体并选择菜单 View > Hide Selection > All Views 可以设置选中物体的可视性。 六、透视图 微波仿真论坛 组织翻译 第 页 (http://bbs.rfeda.cn) 25 微波 仿真 论坛 htt p:/ /bb s.r fed a.c n 微波 射频 交流 平台 &良 好学 术交 流氛 围 绪 论 改变视图的透视性选择菜单:View > Render > Wireframe 或者 View > Render > Smooth Shaded。 七、坐标系 控制坐标系,可以选择菜单: 可视性:切换菜单 View > Coordinate System > Hide(Show) 尺寸:切换菜单 View > Coordinate System > Small (Large) 八、背景颜色 设置背景颜色,选择菜单:View >Modify Attributes > Background Color。 九、附加视图设置 视图的附加属性例如规划、方向性、亮度等都可以在菜单 View > Modify Attributes 中设置。 十、附加新特性 选择: 选择相连的最高点 选择相连的面 选择相连的边 选择类似的边 选择类似的面 选择未被覆盖的线路 十一、融合 清除历史-把物体当作像导入的整体,以便其他物体可以与它融合。 移走面 移走边 移走顶点 排列面 十二、可视性 隐藏选中的有效视图 隐藏选中的所有视图 显示选中的有效视图 显示选中的所有视图 微波仿真论坛 组织翻译 第 页 (http://bbs.rfeda.cn) 26 微波 仿真 论坛 htt p:/ /bb s.r fed a.c n 微波 射频 交流 平台 &良 好学 术交 流氛 围 绪 论 F. 0.3.27 十三、3D 用户界面选项 一)当有选择的时候: 选择总是可视的 设置选中物体的透明性 设置未选中物体的透明性 二)默认的旋转: 屏幕中心 当前坐标轴 模型中心 十四、3D 模型选项 视图的可视化历史 微波仿真论坛 组织翻译 第 页 (http://bbs.rfeda.cn) 27 微波 仿真 论坛 htt p:/ /bb s.r fed a.c n 微波 射频 交流 平台 &良 好学 术交 流氛 围 绪 论 F. 0.3.28 应用结构的转换 一直到现在,我们都在深入研究简单的形状以及如何变换模型的视图。我们可以应用各种各样的转 换,设计更加复杂的模型以及减少手动绘制的物体的数量。 以下例子给予你已经选择好你需要转换的物体。 你可以从下列菜单选择转换选项: Edit > Arrange > Move-沿着一个矢量移动结构体 Rotate-饶坐标轴的一定角度旋转物体 Mirror-饶一个平面镜像一个物体 Offset-设定一个特定的 XYZ 轴 Duplicate > Along Lines-生成多个沿着一个矢量方向的复制品 Around Axis-生成多个绕 XYZ 轴的一个固定角度旋转的复制品 Mirror-绕一个特定平面镜像一个物体并生成一个复制品。 Scale-允许 XYZ 轴方向有不同的比例。 一个物体的面也可以移到另一个已经存在物体的面。移动一个物体的面,选择菜单:3D Modeler > Surfaces > Move Faces 再选择 Along Normal 或者 Along Vector 。 通过布尔运算组合物体 大多数复杂的结构可以由简单的基元组成。即使是固体基元我们也可以将它简化为二位基元绕一个 微波仿真论坛 组织翻译 第 页 (http://bbs.rfeda.cn) 28 微波 仿真 论坛 htt p:/ /bb s.r fed a.c n 微波 射频 交流 平台 &良 好学 术交 流氛 围 绪 论 矢量方向或轴旋转扫描得到(长方体是给一个矩形一个厚度)。固体模型支持下列布尔运算: 合并(Unite)-组合多个基元 组阁未连接的物体 各个部分是独立的 相减(Subtract)-从一个基元移出另一个基元 分裂(Split)-将基元分为几个部分 交叉(Intersect)-保存重叠部分的基元 扫描(Sweep)-通过扫描可以将一个二维基元转换为一个固体:沿着一个矢量或一个轴或一 个特定路径 连接(Connect)-连接二维基元。通过连接外表面形成一个固体 切割(Section)-由一个三维物体生成一个二位物体 大多数布尔操作需求一个基本的基元。只有最基本的物体将不能被操作。 布尔函数提供复制物体的选项。 分裂交叉物体(Split Crossing Objects)-当选中一组物体时,任何重叠的物体都可以被分裂。 F. 0.3.29 局部坐标系统 创建局部坐标系统的能力增加了了创建结构体的灵活性。在以前的章节我们已经讨论了排列全局坐 标系统。局部坐标系统简化了通用坐标系统分裂生成了物体的过程。另外,物体的定义与相对坐标系统 是相关的。坐标系统的定义会在模型数型结构中记录下来。 一、工作坐标系 工作坐标系统就是当前选中的坐标系统。可以是一个局部或者全局坐标系统。 二、全局坐标系统 默认的固定的坐标系统。 三、相对坐标系统 用户定义的局部坐标系统: 偏置 旋转 偏置和旋转 微波仿真论坛 组织翻译 第 页 (http://bbs.rfeda.cn) 29 微波 仿真 论坛 htt p:/ /bb s.r fed a.c n 微波 射频 交流 平台 &良 好学 术交 流氛 围 绪 论 四、面坐标系统 用户定义的局部坐标系统。它位于物体的某个面。如果该物体的尺寸发生变化,所有在这个面 坐标系设计的物体都会自动更新。 创建面坐标系,选择菜单:3D Modeler >Coordinate System >Face 1、选择某个面(模型图中会加亮) 2、选择面坐标的原点 3、设置 X 轴 第一步:选择面 第二步:选择原点 第三步:选择 X 轴 新的工作系统 F. 0.3.30 五、面坐标系统举例 F. 0.3.31 圆锥体是在面坐标系下创建的。 微波仿真论坛 组织翻译 第 页 (http://bbs.rfeda.cn) 30 微波 仿真 论坛 htt p:/ /bb s.r fed a.c n 微波 射频 交流 平台 &良 好学 术交 流氛 围 绪 论 改变长方体的尺寸,圆锥体自动随着面坐标系移动。 F. 0.3.32 几何参数 改模型参数性能可以修改,而不是只有固定的位置和尺寸。参数设定后都可由用户或 Optimetrics 修 改。Optimetrics 用来实现自动优化、参数扫频、统计或者灵敏性分析。 一、参数定义 选择参数命令 选定要改变的值 输入变量来取代固定值 通过数学公式或设置变量来定义变量 模型会自动更新 微波仿真论坛 组织翻译 第 页 (http://bbs.rfeda.cn) 31 微波 仿真 论坛 htt p:/ /bb s.r fed a.c n 微波 射频 交流 平台 &良 好学 术交 流氛 围 绪 论 F. 0.3.33 二、变量 在 HFSS 桌面有两种定义变量的方法: 设置属性-局部模型。设置局部变量,选择菜单:HFSS > Design Properties。 工程变量-全局模型。以$开头可设置全局变量,选择菜单:Project > Project Variables。 三、单位 定义变量时要包含单位。变量的默认单位是米。 四、公式 变量可以包含多个公式。数学公式见在线帮助。 五、基于曲线和面的公式 通过三维方程可以描述任何曲线和面。 F. 0.3.34 六、灵活性 在 3D 模型窗口点击右键并选择灵活性即可看到参数化。 注意:在图形特性图中可以选择导出 AVI 或 GIF 文件。 微波仿真论坛 组织翻译 第 页 (http://bbs.rfeda.cn) 32 微波 仿真 论坛 htt p:/ /bb s.r fed a.c n 微波 射频 交流 平台 &良 好学 术交 流氛 围 第一章 参数化建模 第一章 Ansoft HFSS 参数化建模 第一节 边界条件 一、边界条件(Boundary Conditions) 这一章向我们描述了应用边界条件的基础知识。边界条件使得你能够控制平面,物体表面,以及不 同物体之间交界面的性质。边界条件对于理解和求解麦克斯韦方程组是很重要的。 二、 为什么边界条件很重要 边界条件的重要性不言而喻,在电磁场理论中我们知道,我们所要求解的电磁场问题都归结于麦克 斯韦方程组的求解。在假定场矢量是单值、有界,并且在空间沿其导数方向连续分布时,麦克斯韦方程 才是有效的。当跨越边界或者激励源时,场矢量就不再连续了,它的导数也就没有意义了。因此边界条 件决定了跨越不连续边界时场的行为。 作为一个 HFSS 的使用者来说,你需要了解边界条件下的场的假定。由于边界条件改变了场的连续 性,我们应当知道这些改变以便我们能够决定它对于仿真是否恰当。不恰当的使用边界条件会导致与实 际不一致的结果。 恰当的使用边界条件能够减小模型的复杂度。实际上HFSS自动的利用边界条件降低模型的复杂性。 对于无源的 RF 器件,HFSS 可以被看作虚拟的拓扑世界。与真实的无限空间的世界不同,虚构的拓扑世 界是有限的。为了在有限的空间内模拟无限的真实世界, HFSS 应用背景条件或者外部边界条件来包围 几何模型区域。 模型的复杂度直接关系到求解的时间以及所占用的计算机资源,在任何时候提高计算机的性能对计 算都是非常有利的。 三、 一般的边界条件 有三种类型的边界条件。前面两种很大程度由用户来定义并确保其正确性。其中材料边界条件对于 用户来说是非常明确的。 1.激励源 波端口(外部) 集总端口(内部) 2.表面近似 对称面 理想电边界和理想磁边界 辐射表面 背景或外表面(outer) 3.材料特性 两种不同介质的交界面 有限导电率的导体 四、 背景是如何影响结构的 背景是包围几何模型并且填充那些没有被物体占据空间的区域。任何与背景接触的表面将会被自动 的定义为理想电边界(Perfect E)并被命名为外部(outer)边界条件。你可以想象,这就像你的结构 被装入了一个薄的理想导体内。 微波仿真论坛 (http://bbs.rfeda.cn) 组织翻译 第 33 页 微波 仿真 论坛 htt p:/ /bb s.r fed a.c n 微波 射频 交流 平台 &良 好学 术交 流氛 围 第一章 参数化建模 如果有必要的话,你可以改变一个暴露于背景的表面的性质,使得它不同于outer(理想电边界)。 为了模拟表面上的差损,你可以重新定义表面为有限

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