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HFSS中文手册.pdf

HFSS中文手册.pdf

上传者: xinzhenyu1988
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简介:..............

HFSS_FULL_BOOK_V10801页中文版组织翻译点击图片直接进入FULLBOOK讨论专版bbs.RFEDA.cnrf---射频(RadioFrequency)eda---电子设计自动化(ElectronicDesignAutomation)内容简介HFSS_FULL_BOOK_V10内容简介本书讨论AnsoftHFSS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AnsoftHFSS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/EMI10.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http://bbs.rfeda.cn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3DEM问题能快速而准确地求解。AnsoftHFSS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。AnsoftHFSS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-ChipPCB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(HighFrequencyStructureSimulator)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。AnsoftHFSS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,AnsoftHFSS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http://bbs.rfeda.cn微波射频交流平台&良好学术交流氛围内容简介系统要求:MicrosoftWindowsXP(32/64),Windows2000,或Windows2003。最新消息参阅HFSS的发布。基于奔腾处理器的电脑至少128MBRAM至少8M显卡鼠标或其他指向性工具CD-ROM驱动器安装AnsoftHFSS:最新消息参阅HFSS安装指南。开始AnsoftHFSS1.点击桌面上的开始按钮,选择所有程序,找到并选择Ansoft,HFSS10程序组。点击HFSS10。2.或在桌面双击HFSS10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http://bbs.rfeda.cn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HFSS10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。AnsoftHFSSv10可为你自动将旧版本的HFSS文件转换为HFSSv10格式。打开低版本的HFSS工程从HFSSv101选择菜单项目"file"->"open"2打开对话框1)文件类型:AnsoftLegacyEMProjects(.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3DEM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>AnsoftCorporateWebsite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http://bbs.rfeda.cn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http://bbs.rfeda.cn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(ProjectManager):项目结构设计树,通过它可以访问工程结构单元F.0.1.12.信息管理窗口(MessageManager):仿真之前可以在这里查看错误或警告3.属性窗口(PropertyWindow):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http://bbs.rfeda.cn微波射频交流平台&良好学术交流氛围绪论F.0.1.24.过程窗口(ProgressWindow):显示求解过程5.三维模型窗口(3DModelerWindow)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http://bbs.rfeda.cn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:WindowCascade,Window>TileVertically,orWindow>TileHorizontally.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>ArrangeIcons来排列总窗口底部的图标。5.选择菜单条目Window>CloseAll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http://bbs.rfeda.cn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http://bbs.rfeda.cn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Customize2.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(ParametricModelGeneration):构造集合图形、边界和激励源2.分析(AnalysisSetup):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(SolveLoop):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http://bbs.rfeda.cn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>InsertHFSSDesign.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http://bbs.rfeda.cn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(Drivenmodal):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(DrivenTerminal):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(Drivenmodal):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(DrivenTerminal):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>SolutionType2.求解器类型窗口:1).选择下面任何一个1.DrivenModal2.DrivenTerminal3.Eigenmode2).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http://bbs.rfeda.cn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AnsoftHFSS3D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http://bbs.rfeda.cn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-AnsoftHFSS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,AnsoftHFSS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AnsoftHFSS桌面窗口的数据条可见。F0.3.4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http://bbs.rfeda.cn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:3DModeler>GridPlane>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.0.3.62.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http://bbs.rfeda.cn微波射频交流平台&良好学术交流氛围绪论F0.3.73.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>GridSetting。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(SaveAsDefault)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http://bbs.rfeda.cn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AnsoftHFSS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.0.3.102、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http://bbs.rfeda.cn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http://bbs.rfeda.cn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3DModeler>MovementMode。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http://bbs.rfeda.cn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:3DModeler>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.0.3.15F0.3.16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http://bbs.rfeda.cn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(NextBehind)。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>SelectAllVisible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>ByName二)选择菜单:HFSS>List1.选择格式(Model)键2.选择列表中的物体三)使用模型树型结构(ModelTree)。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3DModeler〉GroupObjectbyMaterial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http://bbs.rfeda.cn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.0.3.183D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。F0.3.20微波仿真论坛组织翻译第页(http://bbs.rfeda.cn)22微波仿真论坛http://bbs.rfeda.cn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http://bbs.rfeda.cn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(AddMaterial)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。F0.3.23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http://bbs.rfeda.cn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(Fitall)-这将结构缩放到画画区域的整个范围。选中区域合理视觉(FitSelect)-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.0.3.26Shift+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>HideSelection>AllViews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http://bbs.rfeda.cn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>SmoothShaded。七、坐标系控制坐标系,可以选择菜单:可视性:切换菜单View>CoordinateSystem>Hide(Show)尺寸:切换菜单View>CoordinateSystem>Small(Large)八、背景颜色设置背景颜色,选择菜单:View>ModifyAttributes>BackgroundColor。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>ModifyAttributes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http://bbs.rfeda.cn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http://bbs.rfeda.cn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>AlongLines-生成多个沿着一个矢量方向的复制品AroundAxis-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:3DModeler>Surfaces>MoveFaces再选择AlongNormal或者AlongVector。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http://bbs.rfeda.cn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(SplitCrossingObjects)-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http://bbs.rfeda.cn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:3DModeler>CoordinateSystem>Face1、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http://bbs.rfeda.cn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http://bbs.rfeda.cn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>DesignProperties。工程变量-全局模型。以$开头可设置全局变量,选择菜单:Project>ProjectVariables。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http://bbs.rfeda.cn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AnsoftHFSS参数化建模第一节边界条件一、边界条件(BoundaryConditions)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(PerfectE)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http://bbs.rfeda.cn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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上传者: xinzhenyu1988
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HFSS_FULL_BOOK_V10801页中文版组织翻译点击图片直接进入FULLBOOK讨论专版bbs.RFEDA.cnrf---射频(RadioFrequency)eda---电子设计自动化(ElectronicDesignAutomation)内容简介HFSS_FULL_BOOK_V10内容简介本书讨论AnsoftHFSS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AnsoftHFSS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/EMI10.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http://bbs.rfeda.cn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3DEM问题能快速而准确地求解。AnsoftHFSS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。AnsoftHFSS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-ChipPCB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(HighFrequencyStructureSimulator)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。AnsoftHFSS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,AnsoftHFSS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http://bbs.rfeda.cn微波射频交流平台&良好学术交流氛围内容简介系统要求:MicrosoftWindowsXP(32/64),Windows2000,或Windows2003。最新消息参阅HFSS的发布。基于奔腾处理器的电脑至少128MBRAM至少8M显卡鼠标或其他指向性工具CD-ROM驱动器安装AnsoftHFSS:最新消息参阅HFSS安装指南。开始AnsoftHFSS1.点击桌面上的开始按钮,选择所有程序,找到并选择Ansoft,HFSS10程序组。点击HFSS10。2.或在桌面双击HFSS10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http://bbs.rfeda.cn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HFSS10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。AnsoftHFSSv10可为你自动将旧版本的HFSS文件转换为HFSSv10格式。打开低版本的HFSS工程从HFSSv101选择菜单项目"file"->"open"2打开对话框1)文件类型:AnsoftLegacyEMProjects(.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3DEM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>AnsoftCorporateWebsite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http://bbs.rfeda.cn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http://bbs.rfeda.cn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(ProjectManager):项目结构设计树,通过它可以访问工程结构单元F.0.1.12.信息管理窗口(MessageManager):仿真之前可以在这里查看错误或警告3.属性窗口(PropertyWindow):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http://bbs.rfeda.cn微波射频交流平台&良好学术交流氛围绪论F.0.1.24.过程窗口(ProgressWindow):显示求解过程5.三维模型窗口(3DModelerWindow)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http://bbs.rfeda.cn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:WindowCascade,Window>TileVertically,orWindow>TileHorizontally.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>ArrangeIcons来排列总窗口底部的图标。5.选择菜单条目Window>CloseAll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http://bbs.rfeda.cn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http://bbs.rfeda.cn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Customize2.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(ParametricModelGeneration):构造集合图形、边界和激励源2.分析(AnalysisSetup):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(SolveLoop):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http://bbs.rfeda.cn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>InsertHFSSDesign.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http://bbs.rfeda.cn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(Drivenmodal):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(DrivenTerminal):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(Drivenmodal):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(DrivenTerminal):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>SolutionType2.求解器类型窗口:1).选择下面任何一个1.DrivenModal2.DrivenTerminal3.Eigenmode2).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http://bbs.rfeda.cn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AnsoftHFSS3D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http://bbs.rfeda.cn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-AnsoftHFSS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,AnsoftHFSS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AnsoftHFSS桌面窗口的数据条可见。F0.3.4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http://bbs.rfeda.cn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:3DModeler>GridPlane>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.0.3.62.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http://bbs.rfeda.cn微波射频交流平台&良好学术交流氛围绪论F0.3.73.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>GridSetting。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(SaveAsDefault)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http://bbs.rfeda.cn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AnsoftHFSS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.0.3.102、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http://bbs.rfeda.cn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http://bbs.rfeda.cn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3DModeler>MovementMode。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http://bbs.rfeda.cn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:3DModeler>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.0.3.15F0.3.16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http://bbs.rfeda.cn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(NextBehind)。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>SelectAllVisible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>ByName二)选择菜单:HFSS>List1.选择格式(Model)键2.选择列表中的物体三)使用模型树型结构(ModelTree)。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3DModeler〉GroupObjectbyMaterial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http://bbs.rfeda.cn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.0.3.183D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。F0.3.20微波仿真论坛组织翻译第页(http://bbs.rfeda.cn)22微波仿真论坛http://bbs.rfeda.cn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http://bbs.rfeda.cn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(AddMaterial)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。F0.3.23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http://bbs.rfeda.cn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(Fitall)-这将结构缩放到画画区域的整个范围。选中区域合理视觉(FitSelect)-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.0.3.26Shift+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>HideSelection>AllViews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http://bbs.rfeda.cn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>SmoothShaded。七、坐标系控制坐标系,可以选择菜单:可视性:切换菜单View>CoordinateSystem>Hide(Show)尺寸:切换菜单View>CoordinateSystem>Small(Large)八、背景颜色设置背景颜色,选择菜单:View>ModifyAttributes>BackgroundColor。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>ModifyAttributes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http://bbs.rfeda.cn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http://bbs.rfeda.cn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>AlongLines-生成多个沿着一个矢量方向的复制品AroundAxis-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:3DModeler>Surfaces>MoveFaces再选择AlongNormal或者AlongVector。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http://bbs.rfeda.cn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(SplitCrossingObjects)-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http://bbs.rfeda.cn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:3DModeler>CoordinateSystem>Face1、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http://bbs.rfeda.cn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http://bbs.rfeda.cn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>DesignProperties。工程变量-全局模型。以$开头可设置全局变量,选择菜单:Project>ProjectVariables。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http://bbs.rfeda.cn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AnsoftHFSS参数化建模第一节边界条件一、边界条件(BoundaryConditions)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(PerfectE)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http://bbs.rfeda.cn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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