射頻與微波工程實(shí)踐入門(mén)-第1章-用HFSS仿真微波傳輸線(xiàn)和元件

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè)專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè) TOC o 1-3 h z u TOC o 1-4 h z u 第一章 用HFSS仿真微波傳輸線(xiàn)和元件1.1 Ansoft HFSS概述1.1.1 HFSS簡(jiǎn)介Ansoft HFSS （全稱(chēng)High Frequency Structure Simulator, 高頻結(jié)構(gòu)仿真器）是Ansoft公司推出的基于電磁場(chǎng)有限元方法（FEM）的分析微波工程問(wèn)題的三維電磁仿真軟件，可以對(duì)任意的三維模型進(jìn)行全波分析求解，先進(jìn)的材料類(lèi)型，邊界條件及求解技術(shù)，使其以無(wú)以倫比的仿真精度和可

2、靠性，快捷的仿真速度，方便易用的操作界面，穩(wěn)定成熟的自適應(yīng)網(wǎng)格剖分技術(shù)使其成為高頻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的首選工具和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于航空、航天、電子、半導(dǎo)體、計(jì)算機(jī)、通信等多個(gè)領(lǐng)域，幫助工程師們高效地設(shè)計(jì)各種高頻結(jié)構(gòu)，包括：射頻和微波部件、天線(xiàn)和天線(xiàn)陣及天線(xiàn)罩，高速互連結(jié)構(gòu)、電真空器件，研究目標(biāo)特性和系統(tǒng)/部件的電磁兼容/電磁干擾特性，從而降低設(shè)計(jì)成本，減少設(shè)計(jì)周期，增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力。美國(guó)Ansoft公司的HFSS軟件是基于電磁場(chǎng)有限元算法，其原理是將天線(xiàn)分割成若干微小單元進(jìn)行求解擬合，尤其對(duì)電小天線(xiàn)在窄帶范圍內(nèi)仿真效果甚佳，缺點(diǎn)是求解過(guò)程復(fù)雜，仿真時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)電長(zhǎng)度較大的電大天線(xiàn)仿真時(shí)間會(huì)更長(zhǎng)，對(duì)寬頻

3、帶天線(xiàn)的仿真需要將頻率化分成幾段進(jìn)行仿真。因此，Ansoft HFSS軟件是電長(zhǎng)度和頻率的精細(xì)仿真軟件，多用于閉場(chǎng)環(huán)境仿真。相比之下，德國(guó)的CST軟件是基于電磁場(chǎng)有限積分法，適用于電長(zhǎng)度較大的電大天線(xiàn)的仿真，特別適用于寬頻帶天線(xiàn)的仿真，解算時(shí)間遠(yuǎn)小于HFSS軟件，缺點(diǎn)是解算誤差大于HFSS軟件，因此，CST軟件是電大天線(xiàn)及寬頻帶的粗況仿真，多用于開(kāi)場(chǎng)環(huán)境仿真。安捷倫公司的ADS電磁仿真軟件是基于矩量法解算的，將遠(yuǎn)場(chǎng)電磁場(chǎng)作平均處理，適用于電磁場(chǎng)較均勻的電磁環(huán)境仿真。由于沒(méi)有嚴(yán)格設(shè)置輻射邊界條件，適用于PCB板級(jí)及微帶線(xiàn)的電磁仿真，對(duì)天線(xiàn)的遠(yuǎn)場(chǎng)仿真效果較差。對(duì)于天線(xiàn)窄帶仿真可將HFSS軟件和CS

4、T軟件兩者仿真結(jié)果對(duì)比進(jìn)行取舍。對(duì)于天線(xiàn)寬帶仿真可先用CST軟件進(jìn)行初始粗況仿真定位，再用HFSS軟件進(jìn)行精細(xì)解算仿真。1.1.2 HFSS的應(yīng)用領(lǐng)域天線(xiàn)1、面天線(xiàn)：貼片天線(xiàn)、喇叭天線(xiàn)、螺旋天線(xiàn)2、波導(dǎo)：圓形/矩形波導(dǎo)、喇叭3、線(xiàn)天線(xiàn)：偶極子天線(xiàn)、螺旋線(xiàn)天線(xiàn)4、天線(xiàn)陣列：有限陣列天線(xiàn)陣、頻率選擇表面（FSS）、光子帶隙（PBG）5、雷達(dá)散射截面（RCS）微波1、濾波器：腔體濾波器、微帶濾波器、介質(zhì)濾波器2、EMC/EMI：屏蔽罩、近場(chǎng)遠(yuǎn)場(chǎng)輻射3、連接器：同軸連接器、SFP/XFP、底板、過(guò)渡4、波導(dǎo)：波導(dǎo)濾波器、波導(dǎo)諧振器、波導(dǎo)連接器5、Silicon/GaSa：螺旋電感器、變壓器信號(hào)完整性分

5、析1、Package Modeling BGA, QFP, Flip-Chip2、PCB板：功率/接地面、網(wǎng)格接地，底板3、Connectors SFP/XFP, VHDM, GBX, 同軸通過(guò)HFSS可以獲取的信息1、矩陣數(shù)據(jù)：S、Y、Z參數(shù)和VSWR（匹配）2、相關(guān)的場(chǎng)：2D/3D近場(chǎng)遠(yuǎn)場(chǎng)圖電場(chǎng)、磁場(chǎng)、電流（體/面電流）、功率、SAR輻射3、某空間內(nèi)的場(chǎng)求解求解類(lèi)型：Full-wave求解原理：3D有限元法（FEM）網(wǎng)格類(lèi)型：等角的網(wǎng)格單元：正四面體網(wǎng)格剖分形式：自適應(yīng)網(wǎng)格(Adaptive Meshing)4、激勵(lì)：端口求解求解原理：2D-FEM形式：自適應(yīng)網(wǎng)格（邊界條件）1.2 HFS

6、S軟件的求解原理總體來(lái)說(shuō)，HFSS軟件將所要求解的微波問(wèn)題等效為計(jì)算N端口網(wǎng)絡(luò)的S矩陣，具體步驟如下：將結(jié)構(gòu)劃分為有限元網(wǎng)格（自適應(yīng)網(wǎng)格剖分）在每一個(gè)激勵(lì)端口處計(jì)算與端口具有相同截面的傳輸線(xiàn)所支持的模式假設(shè)每次激勵(lì)一個(gè)模式，計(jì)算結(jié)構(gòu)內(nèi)全部電磁場(chǎng)模式由得到的反射量和傳輸量計(jì)算廣義S矩陣圖1.2.1 求解流程圖自適應(yīng)網(wǎng)格剖分是在誤差大的區(qū)域內(nèi)對(duì)網(wǎng)格多次迭代細(xì)化的求解過(guò)程，利用網(wǎng)格剖分結(jié)果來(lái)計(jì)算在求解頻率激勵(lì)下存在于結(jié)構(gòu)內(nèi)部的電磁場(chǎng)。初始網(wǎng)格是基于單頻波長(zhǎng)進(jìn)行的粗剖分，然后進(jìn)行自適應(yīng)分析，利用粗剖分對(duì)象計(jì)算的有限元解來(lái)估計(jì)在問(wèn)題域中的哪些區(qū)域其精確解會(huì)有很大的誤差（收斂性判斷），再對(duì)這些區(qū)域的四面體

7、網(wǎng)格進(jìn)行細(xì)化（進(jìn)一步迭代），并產(chǎn)生新的解，重新計(jì)算誤差，重復(fù)迭代過(guò)程（求解誤差分析（收斂性判斷）自適應(yīng)細(xì)化網(wǎng)格）直到滿(mǎn)足收斂標(biāo)準(zhǔn)或達(dá)到最大迭代步數(shù)。如果正在進(jìn)行掃頻，則對(duì)其他頻點(diǎn)求解問(wèn)題不再進(jìn)一步細(xì)化網(wǎng)格。圖1.2.2 自適應(yīng)網(wǎng)格（總體與局部）1.3 HFSS的基本操作介紹1.3.1 HFSS的操作界面和菜單功能介紹Ansoft HFSS的界面主要包括：菜單欄（Menu bar）、工具欄（Toolbars）、工程管理（Project Manage）窗口、狀態(tài)欄（Status bar）、屬性窗口（Properties window）、進(jìn)度窗口（Progress window）、信息管理（Mess

8、age Manage）窗口和3D模型窗口（3D Modeler Window）。圖1.3.1 Ansoft HFSS的操作界面菜單欄（Menu bar）由文件、編輯、視圖、工程、繪圖、3D模型、HFSS、工具和幫助等下拉式菜單組成。工具欄（Tool bar）對(duì)應(yīng)菜單中常用的各種命令，可以快速方便的執(zhí)行各種命令。工程管理（Project Manage）窗口顯示所以打開(kāi)的HFSS工程的詳細(xì)信息，包括邊界、激勵(lì)、剖分操作、分析、參數(shù)優(yōu)化、結(jié)果、端口場(chǎng)顯示、場(chǎng)覆蓋圖和輻射等。狀態(tài)欄（Status bar）位于HFSS界面底部，顯示當(dāng)前執(zhí)行命令的信息。屬性窗口（Properties window）顯示在

9、工程樹(shù)、歷史樹(shù)和3D模型窗口中所選條目的特性或?qū)傩?。進(jìn)度窗口（Progress window）監(jiān)視運(yùn)行進(jìn)度，以圖像方式表示進(jìn)度完成比例。信息管理（Message Manage）窗口顯示工程設(shè)置的錯(cuò)誤信息和分析進(jìn)度信息。3D模型窗口（3D Modeler Window）是創(chuàng)建幾何模型的區(qū)域，包括模型視圖區(qū)域和歷史樹(shù)（記錄創(chuàng)建模型的過(guò)程）。 1.3.2 HFSS仿真分析基本步驟1、創(chuàng)建工程及運(yùn)行環(huán)境（Create project and set operating environment）：基本的包括創(chuàng)建新工程、插入新設(shè)計(jì)、修改工程和設(shè)計(jì)名、設(shè)置繪圖單位和求解類(lèi)型等；*2、創(chuàng)建模型（Draw a

10、geometric model）：通過(guò)使用各種繪圖命令，建立與實(shí)際模型對(duì)應(yīng)的仿真模型結(jié)構(gòu)，并設(shè)置求解空間和邊界條件（各種端口激勵(lì)和輻射邊界等）； 3、確定模型設(shè)計(jì)參數(shù)的變量（Assign variables to a models design parameters）：建立變量來(lái)代替模型中的位置和尺寸參數(shù)，這有利于調(diào)整模型的結(jié)構(gòu)，建立起模型各個(gè)參數(shù)之間的聯(lián)系，也是進(jìn)行后期參數(shù)分析、優(yōu)化的必要前提；*4、求解設(shè)置（Specify solution settings for a design）：求解設(shè)置包括指定求解的頻率，求解的迭代步數(shù)和求解結(jié)束的條件，另外如果要考察模型隨頻率變化的特性，還需要設(shè)

11、置相應(yīng)的掃頻項(xiàng)；5、設(shè)計(jì)驗(yàn)證（Validate a designs setup）：經(jīng)過(guò)上面的步驟，一個(gè)完整的分析模型就建立起來(lái)了，不過(guò)在分析之前我們應(yīng)該檢查模型的正確性與完整性，快捷工具可以幫助我們完成模型的檢測(cè)，并給出錯(cuò)誤提示，以便我們進(jìn)行修改更正；*6、運(yùn)行HFSS仿真（Run an HFSS simulation）：點(diǎn)擊工具欄中的圖標(biāo)進(jìn)行仿真，仿真的時(shí)間由模型的大小、計(jì)算機(jī)性能以及求解項(xiàng)的設(shè)置有關(guān)，這過(guò)程中我們可以多線(xiàn)程工作；*7、創(chuàng)建圖表結(jié)果（Create report results）：仿真結(jié)束，我們要查看模型的各種性能參數(shù)，HFSS為我們提供了豐富的參數(shù)類(lèi)別和圖標(biāo)形式，可以創(chuàng)建不同

12、的圖表來(lái)描述仿真的結(jié)果；8、參數(shù)掃描與變量?jī)?yōu)化（Parametric sweep and optimization）：當(dāng)我們要考慮不同參數(shù)變量對(duì)天線(xiàn)性能的影響以及需要綜合優(yōu)化天線(xiàn)性能時(shí)，HFSS也給我們提供了參數(shù)掃描和優(yōu)化的功能。注：帶*號(hào)的是必要步驟1.3.3 HFSS的建模操作1、啟動(dòng)軟件2、設(shè)置求解模式在菜單欄中點(diǎn)擊HFSS，選擇Solution Type.會(huì)出現(xiàn)下面的對(duì)話(huà)框：圖1.3.2 設(shè)置求解模式（1）激勵(lì)求解：用HFSS計(jì)算無(wú)源、高頻結(jié)構(gòu)的S參數(shù)時(shí)，可選擇激勵(lì)求解類(lèi)型，例如微帶、波導(dǎo)、傳輸線(xiàn)結(jié)構(gòu)。S矩陣解被表示為波導(dǎo)的入射功率及反射波功率。（2）激勵(lì)終端求解：用HFSS計(jì)算多導(dǎo)體

13、傳輸線(xiàn)端口的S參數(shù)時(shí)，可以選擇激勵(lì)終端求解類(lèi)型。S矩陣解將由終端電壓和電流來(lái)描述。（3）本征模求解：計(jì)算結(jié)構(gòu)的本征?；蛑C振時(shí)，可選擇本征模求解類(lèi)型。本征模解法可算出結(jié)構(gòu)的諧振頻率及在這些諧振頻率處對(duì)應(yīng)的場(chǎng)，也可計(jì)算諧振腔體的無(wú)載Q值。3、設(shè)置單位在菜單欄里點(diǎn)擊3D Modeler選擇Unites：圖1.3.3 設(shè)置單位4、繪制圖形一維的有直線(xiàn)、折線(xiàn)、曲線(xiàn)。也可以創(chuàng)建由曲線(xiàn)方程畫(huà)出所需要的圖形。二維的有：圖1.3.4 繪制二維圖形在這里也能畫(huà)出由某個(gè)曲面方程所要求的面。三維最基本的有：圖1.3.5 繪制三維圖形5、圖形的變換當(dāng)然，實(shí)際需要中所遇到的不止限于以上模型，我們也可以通過(guò)很多變換的手法來(lái)

14、畫(huà)出我們需要的3D圖形。單擊菜單欄的EditArrangeMove Translates the structure along a vectorRotate Rotates the shape around a coordinate axis by an angleMirror Mirrors the shape around a specified planeDuplicateAlong Lines Create multiple copies of an object along a vectorAround Axis Create multiple copies of an objec

15、t rotated by a fixed angle around the x, y, or z axisMirror - Mirrors the shape around a specified plane and creates a duplicate6圖形的布爾操作幾種布爾操作：Unite combine multiple primitives圖1.3.6 合并操作Subtract remove part of a primitive from another圖1.3.7 相減操作Split break primitives into multiple parts 操作前 操作后圖1.3

16、.8 分裂操作Intersect keep only the parts of primitives that overlap圖1.3.9 相交操作Sweep turn a 2D primitive into a solid by sweeping: Along a Vector, Around an Axis, Along a Path 操作前 操作后圖1.3.10 Sweep操作Connect connect 2D primitives. Use Cover Surfaces to turn the connected object into a solid 操作前 操作后圖1.3.11

17、連接操作Section generate 2D cross-sections of a 3D object7、視角的變換用以下命令你在創(chuàng)建模型的過(guò)程中，可以隨時(shí)改變視角Rotate The structure will be rotated around the coordinate systemPan The structure will be translated in the graphical areaDynamic Zoom Moving the mouse upwards will increase the zoom factor while moving the mouse do

18、wnwards will decrease the zoom factorZoom In/Out In this mode a rubber band rectangle will be defined by dragging the mouse. After releasing the mouse button the zoom factor willbe applied.圖1.3.12 改變視圖操作快捷方式快捷鍵：ALT + Drag = RotateShift + Drag =PanALT + Shift + Drag = Dynamic Zoom另外，用鼠標(biāo)在3D窗口中右點(diǎn)擊也可以實(shí)現(xiàn)

19、視角的轉(zhuǎn)變。在模型創(chuàng)建完畢后，我們?yōu)榱朔奖阋院蟮恼{(diào)試，可以對(duì)模型設(shè)置變量并進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)它的具體操作我們會(huì)在下面的仿真實(shí)例中詳細(xì)講解。1.4 HFSS設(shè)計(jì)實(shí)例1矩形波導(dǎo)的設(shè)計(jì)1.4.1 工程設(shè)置打開(kāi)HFSS，出現(xiàn)新的工程窗口（如圖1.4.1）。圖1.4.1 HFSS工程窗口（1）設(shè)置求解類(lèi)型Driven Modal（模式激勵(lì)）。在菜單中點(diǎn)擊HFSSSolution Type，出現(xiàn)Solution Type窗口，選擇Driven Modal（如圖1.4.2），點(diǎn)擊OK。圖1.4.2 設(shè)置求解類(lèi)型窗口（2）設(shè)置模型單位毫米在菜單欄中點(diǎn)擊ModelerUnits，出現(xiàn)Set ModelUnits窗口，

20、選擇mm，點(diǎn)擊OK（如圖1.4.3）。圖1.4.3 設(shè)置模型單位窗口（3）保存工程命名為waveguide點(diǎn)擊工具欄中的，將工程名字設(shè)為waveguide。1.4.2 建立矩形波導(dǎo)模型（1）畫(huà)長(zhǎng)方體點(diǎn)擊工具欄中的（Draw box）畫(huà)矩形波導(dǎo)的長(zhǎng)方體模型，在屏幕右下角出現(xiàn)長(zhǎng)方體頂點(diǎn)信息，輸入頂點(diǎn)坐標(biāo)如圖1.4.4，按回車(chē)鍵；屏幕右下角出現(xiàn)長(zhǎng)方體尺寸信息，輸入如圖1.4.5，按回車(chē)鍵結(jié)束畫(huà)圖過(guò)程。圖1.4.4 長(zhǎng)方體頂點(diǎn)坐標(biāo)圖1.4.5 長(zhǎng)方體尺寸設(shè)置在屏幕右側(cè)窗口顯示畫(huà)出的長(zhǎng)方體；點(diǎn)擊工具，將長(zhǎng)方體全部顯示在窗口中。（2）設(shè)置長(zhǎng)方體屬性在屏幕中間模型列表中的Box1為畫(huà)出的長(zhǎng)方體（如圖1.4.

21、6），雙擊Box1，出現(xiàn)Propoties:Project1窗口，將Name一欄的value由Box1改為waveguide。圖1.4.6 設(shè)置長(zhǎng)方體屬性1.4.3 設(shè)置邊界條件（1）選擇波導(dǎo)的四個(gè)縱向面。通過(guò)Editselectfaces,將鼠標(biāo)設(shè)置為選擇面的狀態(tài)（如圖1.4.7）。通過(guò)按鈕（旋轉(zhuǎn)功能）以及ctrl鍵實(shí)現(xiàn)選擇多個(gè)面，或者通過(guò)editselectby name（如圖1.4.8），結(jié)合ctrl鍵選中face10、11、12、9（如圖1.4.9）。（2）將這四個(gè)面設(shè)置為理想導(dǎo)體邊界?？梢酝ㄟ^(guò)點(diǎn)擊HFSSBoundariesAssign Perfect E實(shí)現(xiàn)，或者點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵Ass

22、ign Boundary Perfect E（如圖1.4.10）。圖1.4.7 select faces界面圖1.4.8 select by name界面圖1.4.9 select face界面圖1.4.10 設(shè)置Perfect E邊界條件1.4.4 設(shè)置激勵(lì)源wave port（1）選中波導(dǎo)的一個(gè)端口面（垂直于z軸的平面）。（2）點(diǎn)擊HFSSExcitationsAssignWave port，或者點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵assign excitationwave port（如圖1.4.11）。（3）另外一個(gè)端口面執(zhí)行同樣的操作。圖1.4.11 設(shè)置wave port界面1.4.5 設(shè)置求解頻率（1）在

23、菜單欄中點(diǎn)擊HFSSAnalysis SetupAdd Solution Setup（2）在求解設(shè)置窗口中，設(shè)置Solution Frequency：13Ghz，其它設(shè)為默認(rèn)值1.4.6 計(jì)算及后處理在菜單欄中點(diǎn)擊HFSSAnalyze all（1）畫(huà)場(chǎng)分布圖在菜單欄中點(diǎn)擊HFSSFieldsPlot FieldsE，畫(huà)出電場(chǎng)強(qiáng)度的幅度分布（如圖1.4.12）。在Project Manager窗口中，選擇dipoleHFSSDesign1Field Overlays，點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵AnimateOK，可以演示電場(chǎng)強(qiáng)度幅度隨著時(shí)間變化情況，觀察理解電磁波從端口1向端口2傳播的過(guò)程。圖1.4.12

24、波導(dǎo)中電場(chǎng)強(qiáng)度幅度分布（2）觀察數(shù)據(jù)結(jié)果點(diǎn)擊HFSSResultsSolution Data（如圖1.4.13），在Matrix Data項(xiàng)中可以查看S參數(shù)以及傳播常數(shù)Gamma等參數(shù)（如圖1.4.14）。圖1.4.13 查看solution data界面圖1.4.14 S參數(shù)及Gamma1.4.7 添加電抗膜片本例以bj-100為例，height=10.160mm，width=22.860mm，采用單模傳輸，主模頻率范圍8.2012.5Ghz，衰減頻率9.84Ghz。（1）感性膜片如圖所示，感性膜片跨接在波導(dǎo)窄邊上。對(duì)主模H10，其磁場(chǎng)線(xiàn)是平行于寬邊的閉合曲線(xiàn)，感性膜片的置入將改變波導(dǎo)內(nèi)磁場(chǎng)

25、的分布規(guī)律而產(chǎn)生電感效應(yīng)，相當(dāng)于在傳輸線(xiàn)上并聯(lián)一個(gè)感性電納。設(shè)置感性膜片的間距為16mm。圖1.4.15 感性膜片結(jié)構(gòu)圖1.4.16 S參數(shù)幅度隨頻率變化的曲線(xiàn)圖1.4.17 S參數(shù)圖1.4.18 場(chǎng)分布圖（2）容性膜片如圖所示，容性膜片跨接在波導(dǎo)寬邊上。對(duì)主模H10，容性膜片可改變波導(dǎo)內(nèi)的電場(chǎng)分布規(guī)律而產(chǎn)生電容效應(yīng)，相當(dāng)于在橫截面處并接一個(gè)電容器。設(shè)置容性膜片的間距為4mm。圖1.4.19 容性膜片結(jié)構(gòu)圖1.4.20 S參數(shù)幅度隨頻率變化的曲線(xiàn)圖1.4.21 S參數(shù)圖1.4.22 場(chǎng)分布圖（3）諧振窗容性膜片和感性膜片組合形成諧振窗。諧振窗對(duì)某一固定頻率產(chǎn)生諧振，即當(dāng)工作頻率等于諧振頻率時(shí)，

26、電磁波可以無(wú)反射地通過(guò)，其等效電路相當(dāng)于并聯(lián)諧振回路。設(shè)置感性膜片的間距為16mm，設(shè)置容性膜片的間距為4mm。圖1.4.23 諧振窗結(jié)構(gòu)圖1.4.24 S參數(shù)幅度隨頻率變化的曲線(xiàn)圖1.4.25 S參數(shù)圖1.4.26 場(chǎng)分布圖1.5 HFSS設(shè)計(jì)實(shí)例2E-T型波導(dǎo)的設(shè)計(jì)本例以bj-100為例，height=10.160mm，width=22.860mm，采用單模傳輸，主模頻率范圍8.2012.5Ghz，衰減頻率9.84Ghz。1.5.1 初始設(shè)置一）啟動(dòng)Ansoft HFSS點(diǎn)擊微軟的開(kāi)始按鈕，選擇程序，然后選擇Ansoft HFSS11程序組，點(diǎn)擊HFSS11，進(jìn)入Ansoft HFSS。1

27、.設(shè)置工具選項(xiàng)注意：為了按照本例中概述的步驟，應(yīng)核實(shí)一下工具選項(xiàng)已設(shè)置；2.選擇菜單中的toolsoptionsHFSS Options3.HFSS選項(xiàng)窗口：1）點(diǎn)擊常規(guī)（General）標(biāo)簽a.建立新邊界時(shí)，使用數(shù)據(jù)登記項(xiàng)的向?qū)В丛赽oundary options中的Use wizards for data entry when creating new boundaries）：勾上b.用幾何形狀復(fù)制邊界（duplicate boundaries with geometry）：勾上2）點(diǎn)擊ok按鈕。4.選擇菜單中的工具（tools）optionsmodeler options5.3D mo

28、deler options：1）點(diǎn)擊operation標(biāo)簽自動(dòng)覆蓋閉合的多段線(xiàn)（automatically cover closed polylines）：勾上。2）點(diǎn)擊畫(huà)圖（drawing）標(biāo)簽編輯新建原始結(jié)構(gòu)的屬性（edit propetry of new primitives）：勾上。3）點(diǎn)擊ok按鈕二）打工一個(gè)新工程1.在窗口，點(diǎn)擊標(biāo)準(zhǔn)工具欄中的新建圖標(biāo)，或者選擇菜單中的filenew.2.或者從工程（project）菜單中選擇insert HFSS design.三）設(shè)置解決方案類(lèi)型（set solution type）1.選擇菜單中的HFSSsolution type2.解決方案類(lèi)

29、型窗口： 1）選擇模式驅(qū)動(dòng)（driven modal） 2）點(diǎn)擊ok按鈕。1.5.2 建立三維模型一）模型單位設(shè)置： 1）選擇菜單項(xiàng)：modelerunits 2）選擇模型單位：mm 3）點(diǎn)擊確定二）選擇缺省材料（即模型內(nèi)填充物）用三維模型材料工具欄，選擇真空即在右上角的三）創(chuàng)建頂臂1.建立頂臂：1）選擇菜單項(xiàng)：drawboxdraw 2）選擇起始位置（軟件右下角輸入，絕對(duì)坐標(biāo)）：X：11.430 Y：-5.080 Z：-5.080 回車(chē) 3）選擇相對(duì)坐標(biāo)：dX：-22.860 Dy：10.160 Dz：33.020 回車(chē)圖1.5.1 建立項(xiàng)臂2.重命名：從材料窗口選擇屬性平臺(tái)； 1）名字的命

30、名類(lèi)型：ARM 2）點(diǎn)擊確定3.適合觀看的調(diào)整： 1）選擇菜單項(xiàng)：viewfir allactive viewview.或者ctrl+d鍵四）創(chuàng)建臂2：1.選擇菜單項(xiàng)：editselect all visableedit 或者ctrll+A2.選擇菜單項(xiàng)：editduplicatearound axisedit選擇以x為軸，旋轉(zhuǎn)90度，數(shù)目3.點(diǎn)擊確定鍵4.適合觀看的調(diào)整：選擇菜單項(xiàng)：viewfit allactive view 或者ctrll+d五）建立臂3：1.選擇物體框：（1）選擇物體臂1；（2）點(diǎn)擊確定2.建立臂3和4； 1）editduplicatearound axis 2）以z為

31、軸旋轉(zhuǎn)180度，總數(shù)為二個(gè)，點(diǎn)擊確定鍵六）連接各個(gè)臂： 1.連接各個(gè)臂： 1）選擇菜單項(xiàng)：editselect all visible：或者按ctrl+A鍵 2）選擇菜單項(xiàng)：modelerbooleanunite圖1.5.2 連接各個(gè)臂七）建立波導(dǎo)端口激勵(lì)1.選擇端口面： 1）選擇菜單項(xiàng)：editselectfaces 2）選擇頂部的面2.設(shè)計(jì)波端口激勵(lì)： 1）選擇菜單項(xiàng)：HFSSEXCITATIONSASSIGNwave port 2）波端口：general 名字：p1 點(diǎn)擊next鍵 3）波端口：models 點(diǎn)擊next鍵；點(diǎn)擊結(jié)束鍵 4）以此類(lèi)推，設(shè)置另外兩個(gè)端口激勵(lì)p2，p3.注意p

32、2，p3的端口電場(chǎng)方向注：雖然將三個(gè)端口都設(shè)置為了激勵(lì)，但是系統(tǒng)默認(rèn)的是第一個(gè)激勵(lì)端口有輸入功率，其他端口無(wú)激勵(lì)輸入，如果需要設(shè)置，可在HFSSfieldsedit sources中修改設(shè)置，如果不設(shè)置激勵(lì)的話(huà)，系統(tǒng)會(huì)默認(rèn)端口為理想的電邊界；注意：兩個(gè)設(shè)置的wave port的電場(chǎng)方向可能不是一致的，會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤的結(jié)果，所以在設(shè)置完激勵(lì)后需檢查一下他們的電場(chǎng)方向，如果不對(duì)或者不清楚就自己設(shè)定電場(chǎng)的積分線(xiàn)。具體步驟如下： 找到軟件左邊的project manager窗口，在樹(shù)狀結(jié)構(gòu)中找到excitations，分別雙擊p1，p2，選擇modes，點(diǎn)擊integtation line下的項(xiàng)，選擇ne

33、w line，這時(shí)將鼠標(biāo)移動(dòng)到設(shè)計(jì)窗口中的p1，p2面上自行設(shè)置積分線(xiàn)方向，注意兩個(gè)積分線(xiàn)應(yīng)保持方向一致。1.5.3 分析設(shè)置 一）建立分析設(shè)置： 1.建立一個(gè)分析設(shè)置： 1）選擇菜單項(xiàng)：HFSSANALYSIS SETUPADD SOLUTION SETUP 2.完成設(shè)置窗口：點(diǎn)擊綜合表 1）設(shè)置頻率：9.84GHZ 2）設(shè)置最多步數(shù)：5 3）設(shè)置步長(zhǎng)為0.02 3.點(diǎn)擊確定鍵 二）(選作項(xiàng))增加一個(gè)頻率掃描 1.選擇菜單項(xiàng)：HFSSanalysis setupadd frequency sweep 2.選擇設(shè)置：setup1； 3.點(diǎn)擊確定鍵 三）編輯掃頻窗口： 1.掃頻類(lèi)型：fast 2

34、.掃頻設(shè)置類(lèi)型：linear count，起始頻率8.20ghz，結(jié)束頻率12.5ghz，計(jì)數(shù)1001次，選上保存場(chǎng)。 3.點(diǎn)擊確定鍵1.5.4 保存工程 一）保存工程： 1.在HFSS軟件窗口選擇菜單項(xiàng)filesave as 2.從save as 窗口鍵入文件名：hfss_magic_t 3.點(diǎn)擊保存鍵1.5.5 分析 一）模型確認(rèn) 1.選擇菜單項(xiàng)：HFSSValidation check 2.點(diǎn)擊關(guān)閉鍵。注意有任何錯(cuò)誤和警告信息，請(qǐng)使用信息管理器 二）分析 1.選項(xiàng)菜單項(xiàng)：HFSSanalysis 三）求解數(shù)據(jù) 觀看求解數(shù)據(jù)：選擇菜單項(xiàng)：HFSSresultssolution data觀看

35、s矩陣值matix：點(diǎn)擊圖1.5.3 S矩陣和理論上ET的S矩陣基本一致。點(diǎn)擊關(guān)閉鍵1.5.6 生成報(bào)告 一）產(chǎn)生s參數(shù)圖，和適應(yīng)性傳輸1.注意報(bào)告在求解過(guò)程之前或者之中，一個(gè)實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)會(huì)呈現(xiàn)。2.產(chǎn)生報(bào)告：注意報(bào)告在求解過(guò)程之前或者之中，一個(gè)實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)會(huì)呈現(xiàn)產(chǎn)生報(bào)告：選擇菜單項(xiàng)：HFSSresultscreate model solution data report；產(chǎn)生報(bào)告窗口：報(bào)告類(lèi)型：modal s parameters；顯示類(lèi)型：rectangula； 點(diǎn)擊確定鍵描述窗口： 求解：setup1：adaptive1點(diǎn)擊x項(xiàng)，freq；種類(lèi)：all點(diǎn)擊y項(xiàng)：種類(lèi)：s parameter；

36、量：s(p1，p1)，s(p1，p2)，s(p1，p3)；單位：db：點(diǎn)擊增添極限點(diǎn)擊完成鍵二）產(chǎn)生s參數(shù)圖 1.產(chǎn)生一個(gè)報(bào)告： 1）菜單項(xiàng)：HFSS：Resultscreate report 2）產(chǎn)生報(bào)告窗口：報(bào)告類(lèi)型：modal s parameters；顯示類(lèi)型：rectangular；點(diǎn)擊確定鍵 3）描述窗口：求解：setup1：sweep1；范圍：掃頻；選擇y項(xiàng)：類(lèi)型s參數(shù)；量：s(p1，p1)，s(p1，p2)，s(p1，p3)；單位：db；點(diǎn)擊add trace鍵 4）點(diǎn)擊完成鍵圖1.5.4 S參數(shù)圖三）產(chǎn)生場(chǎng)覆蓋圖 1.選擇一個(gè)物體： 1）選擇菜單項(xiàng)：editselectby

37、name 2）選擇菜單項(xiàng)：HFSSfieldsfieldsemag_e 3）產(chǎn)生場(chǎng)圖窗口：求解：setup1：lastadaptive；量：mag_e；體積：all；點(diǎn)擊完成鍵 2.修正場(chǎng)圖的屬性： 1）選擇菜單項(xiàng)：HFSSfieldsmodify plot attributes 2) 選擇場(chǎng)文件窗口； 選擇e field：點(diǎn)擊確定鍵。 3）e-field窗口；點(diǎn)擊colormap項(xiàng)，推薦選擇spetrum中的rainbow項(xiàng)，然后雙擊樹(shù)狀欄中的box1，點(diǎn)擊transparent的值，1為透明，0為全覆蓋，自行設(shè)置；點(diǎn)擊plot項(xiàng)；isovaltype：isovalsurface；點(diǎn)擊app

38、ly鍵 4）點(diǎn)擊close鍵圖1.5.5 場(chǎng)覆蓋圖 3.場(chǎng)圖顯示：顯示一個(gè)全面的場(chǎng)圖 1）選擇菜單項(xiàng)：viewanimate 2）在掃頻變量項(xiàng)：選擇默認(rèn)設(shè)置；掃頻變量：phase：開(kāi)始：0deg；結(jié)束：180deg；步數(shù)：93）點(diǎn)擊確定鍵1.6 HFSS設(shè)計(jì)實(shí)例3H-T型波導(dǎo)的設(shè)計(jì)此例子是建立一個(gè)T型波導(dǎo)模型，利用HFSS軟件求解、分析、觀察T型波導(dǎo)的場(chǎng)分布情況。該例基本包括HFSS所有主要設(shè)計(jì)流程，其設(shè)計(jì)步驟如下：1.6.1 創(chuàng)建工程（1）打開(kāi)HFSS并保存新工程運(yùn)行HFSS軟件后，軟件自動(dòng)創(chuàng)建一個(gè)新工程即Projectl，并包含一個(gè)名稱(chēng)為HFSSDesign1的設(shè)計(jì)。由主菜單選File S

39、ave保存在用戶(hù)設(shè)定的路徑及文件夾內(nèi)，并重新命名為T(mén)_waveguide。（2）重新命名HFSS設(shè)計(jì)在工程樹(shù)中選擇HFSSDesign1，點(diǎn)擊右健，選擇Renamne 項(xiàng)，將設(shè)計(jì)命名改為T(mén)_waveguide_design1。整個(gè)工程設(shè)計(jì)窗口如 REF _Ref h * MERGEFORMAT 圖1.6.1顯示。圖 1.6.1 工程設(shè)計(jì)窗口圖 1.6.2 設(shè)置求解類(lèi)型（3）選擇求解類(lèi)型主菜單中選擇HFSS Solution Type，在彈出對(duì)話(huà)框中選擇Driven Modal項(xiàng)，如 REF _Ref h * MERGEFORMAT 圖1.6.2所示。（4）設(shè)置單位主菜單中選3D Modeler

40、 Units，在Set Medel Units對(duì)話(huà)框中選擇in項(xiàng)。1.6.2 創(chuàng)建模型（1）創(chuàng)建長(zhǎng)方體繪制一個(gè)長(zhǎng)方體：主菜單中選Draw Box或在工具欄中點(diǎn)擊工具按鈕，按下Tab鍵切換到參數(shù)設(shè)置區(qū)（在工作區(qū)的右下角），長(zhǎng)方體的基坐標(biāo)（x, y, z）為（0, -0.45, 0)，數(shù)據(jù)輸入時(shí)用Tab 鍵左右移動(dòng)，按下Enter 鍵確認(rèn)后，輸入長(zhǎng)方體的長(zhǎng)和寬( dx, dy, dz）為（2, 0.9, 0)，再按下Enter 鍵確認(rèn)，輸入高度（0, 0, 0.4)，再按下Enter 鍵確認(rèn)。注意：在設(shè)置未全部完成時(shí)不要在繪圖區(qū)中點(diǎn)擊鼠標(biāo)！定義長(zhǎng)方體屬性：設(shè)置完幾何尺寸后，自動(dòng)彈出該長(zhǎng)方體的屬性對(duì)

41、話(huà)窗。選擇Arrtibute 標(biāo)簽頁(yè)，將Name項(xiàng)改為介T(mén)ee，Material項(xiàng)保持為Vaccum不變，點(diǎn)擊Transparent項(xiàng)數(shù)值條，在彈出窗口移動(dòng)滑條使其值為0.6，提高透明度。設(shè)置完畢后按Ctrl+D鍵，將長(zhǎng)方體適中顯示，如 REF _Ref h * MERGEFORMAT 圖1.6.3（a）所示。（a） （b）圖1.6.3 （a）所建長(zhǎng)方體；（b）設(shè)置波端口定義波形端口：按下F鍵轉(zhuǎn)換到面選擇狀態(tài)，選中長(zhǎng)方體平行于YZ面、x = 2的平面，再點(diǎn)右鍵，選擇Assign Excitation Wave Port項(xiàng)，彈出Wave Port設(shè)置對(duì)話(huà)框，輸入名稱(chēng)WavePortl，點(diǎn)擊Nex

42、t；點(diǎn)擊Integralion Line項(xiàng)選New Iine，則提示繪制端口，在繪圖區(qū)該面的下邊緣中部即（2, 0 ,0）處點(diǎn)左鍵，確定瑞口起始點(diǎn)，再選上邊緣中部即（2, 0, 0.4）處，作為端口終點(diǎn)。此時(shí)彈出Wave Port設(shè)置對(duì)話(huà)框，默認(rèn)設(shè)置，點(diǎn)Next, 點(diǎn)Finish 結(jié)束。在工程樹(shù)中選設(shè)計(jì)T_waveguide_design1內(nèi)的Excitations項(xiàng)中的WavePortl端口，可選中該端口，如 REF _Ref h * MERGEFORMAT 圖1.6.3（b）所示。提示：按下Alt鍵的同時(shí)，點(diǎn)左鍵移動(dòng)鼠標(biāo)可以旋轉(zhuǎn)模型。按下Shift鍵的同時(shí)，點(diǎn)左鍵移動(dòng)鼠標(biāo)可以移動(dòng)模型。同時(shí)

43、按下Alt+Shft鍵，點(diǎn)鼠標(biāo)左鍵可以放大模型。（2）復(fù)制長(zhǎng)方體復(fù)制長(zhǎng)方體以創(chuàng)建第2部分：展開(kāi)繪圖歷史樹(shù)的ObjectsvaccuumTee節(jié)點(diǎn)，右鍵點(diǎn)擊Tee頂，選擇Edit Duplicate Around Axis，在彈出對(duì)話(huà)窗的Axis 項(xiàng)選擇Z軸，在Angel項(xiàng)輸入90deg，在Total Number項(xiàng)輸入2，點(diǎn)擊OK。則復(fù)制、添加一個(gè)長(zhǎng)方體默認(rèn)名為T(mén)eel_1，與Z軸成90度夾角。按下Ctrl+D鍵以適中顯示，如 REF _Ref h * MERGEFORMAT 圖1.6.4所示。圖1.6.4 復(fù)制第二個(gè)長(zhǎng)方體繼續(xù)復(fù)制第一個(gè)長(zhǎng)方體以創(chuàng)建第3部分：重復(fù)以上步輟，只是在Angel項(xiàng)輸

44、入-90，則添加第3個(gè)長(zhǎng)方體，默認(rèn)命Tee_2，即Tee沿Z軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90度復(fù)制而成，如 REF _Ref h * MERGEFORMAT 圖1.6.5所示。圖1.6.5 復(fù)制第三個(gè)長(zhǎng)方體（3）組合長(zhǎng)方體組合：按下O鍵切換到物體選擇狀態(tài)。選中第1 個(gè)長(zhǎng)方體，按下Clrl鍵的同時(shí)選中第2、第3個(gè)長(zhǎng)方體，主菜單中選擇3DModeler Option Boolean Unite，則將3個(gè)長(zhǎng)方體組合在一起，形成了一個(gè)T型接頭如 REF _Ref h * MERGEFORMAT 圖1.6.6所示。圖1.6.6 組合成T型接頭（4）創(chuàng)建間隔繪制長(zhǎng)方體：主菜單中選擇Draw Box，在繪圖區(qū)任選一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)

45、，在XY平面展開(kāi)成長(zhǎng)方形，點(diǎn)左鍵確定，再沿Z軸展開(kāi)成長(zhǎng)方體，點(diǎn)左鍵確定，完成后彈出屬性對(duì)話(huà)窗。確定位置參數(shù)：在屬性對(duì)話(huà)框內(nèi)的Comman頁(yè)，在Position項(xiàng)輸入（-0.45in, offset-0.05in,0in），按下Enter 鍵，則彈出Add Variable對(duì)話(huà)框，在該對(duì)話(huà)框Value項(xiàng)輸入0in，點(diǎn)OK，回到屬性對(duì)話(huà)窗。注意：由于還沒(méi)有定義offset這個(gè)變量，上述數(shù)據(jù)輸入時(shí)要帶上單位in，并且offset變量為屬于設(shè)計(jì)T_waveguide_design1的局部變量。調(diào)整長(zhǎng)方體尺寸：仍然在Command頁(yè)，在Xsize項(xiàng)輸入0.45，在Ysize項(xiàng)輸入0.1, 在Zsize項(xiàng)

46、輸入0.4。命名：在屬性對(duì)話(huà)框中選擇Attribute標(biāo)簽頁(yè)，在Name欄輸入septum，其它不變，點(diǎn)確定完成。則這個(gè)名為SePtum的小長(zhǎng)方體，即作為間隔創(chuàng)建完成，如 REF _Ref h * MERGEFORMAT 圖1.6.7所示。圖1.6.7 創(chuàng)建間隔由T 型接頭中減去間隔：在歷史樹(shù)中選中Tee項(xiàng)，按下Ctrl鍵的同時(shí)再選中septum項(xiàng)，主菜單中選擇3DModeler Boolean Subtract，在彈出對(duì)話(huà)窗中，確定Tee在Blank Parts列中，septum在Tool Parts列中（即將間隔從T型接頭中去掉），點(diǎn)OK完成。最終的結(jié)構(gòu)如 REF _Ref h * MER

47、GEFORMAT 圖1.6.8所示。圖1.6.8 從T型接頭中去除間隔（5）添加另外兩個(gè)波端口按前述添加波端口WavePortl的方法，添加T型結(jié)構(gòu)的另外兩個(gè)波端口，分別為WavePort2和WavePort3。1.6.3 仿真求解設(shè)置（1）添加求解設(shè)置在工程設(shè)計(jì)窗口中找到T_waveguide_design1Analysis節(jié)點(diǎn)，點(diǎn)右鍵選擇Add Solution Setup，彈出求解設(shè)置對(duì)話(huà)框，在General標(biāo)簽頁(yè)的Solution項(xiàng)輸入10，默認(rèn)單位為GHz，在Adaptive Solutions的Maximum Number of Passes項(xiàng)設(shè)為3，其它不變，點(diǎn)確定。則在T_wa

48、veguide_design1Analysis節(jié)點(diǎn)下添加了有關(guān)求解設(shè)置項(xiàng)，默認(rèn)名為Setup1。添加頻率掃描：在工程設(shè)計(jì)樹(shù)中的Setup1項(xiàng)上點(diǎn)右鍵，選擇Add Sweep,在彈出的對(duì)話(huà)框中選擇Interpolation項(xiàng)，其具體設(shè)置默認(rèn)不變；在Type欄選擇Linear Step，定義頻率范圍為810GHz，間隔0.01GHz，點(diǎn)擊OK完成。則在Setup1節(jié)點(diǎn)下增加一個(gè)頻率掃描項(xiàng)，默認(rèn)名為Sweepl。工程設(shè)計(jì)樹(shù)窗口更新如 REF _Ref h * MERGEFORMAT 圖1.6.9所示。圖1.6.9 更新后工程設(shè)計(jì)樹(shù)窗口（2）確認(rèn)設(shè)計(jì)主菜單中選擇HFSS Validation Chec

49、k，則彈出確認(rèn)檢查窗口，對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行確認(rèn)。全部完成且沒(méi)有錯(cuò)誤時(shí)，點(diǎn)Close結(jié)束。（3）仿真分析主菜單中選擇HFSS Analyze對(duì)設(shè)計(jì)的模型進(jìn)行三維場(chǎng)分析求解。求解全部完成后在信息窗口會(huì)出現(xiàn)確定信息。（4）移動(dòng)間隔的位置在工程樹(shù)的T_waveguide_design1項(xiàng)上點(diǎn)右鍵，選擇Design Properties項(xiàng)。在彈出對(duì)話(huà)框的Local Variables標(biāo)簽頁(yè)中選擇Value項(xiàng)，在Offset參數(shù)的Value框輸入0.2 （即Offset變量的值為0.2)，點(diǎn)確定完成。則軟件在繪圖窗自動(dòng)更新幾何尺寸，如 REF _Ref h * MERGEFORMAT 圖1.6.10所示。圖1.6

50、.10 移動(dòng)間隔的位置（5）重新分析在工程樹(shù)的Analysis項(xiàng)點(diǎn)右鍵，選擇Analyze，重新進(jìn)行3D場(chǎng)仿真求解。1.6.4 比較結(jié)果（1）創(chuàng)建一個(gè)S參數(shù)的矩形曲線(xiàn)圖創(chuàng)建結(jié)果圖：在工程樹(shù)中的Results項(xiàng)上點(diǎn)右鍵，選擇Create Reort。在彈出對(duì)話(huà)框的Reort Type列選擇Modal Solution Data，在Display Type列選擇Rectangular Plot，點(diǎn)OK 完成則彈出Traces對(duì)話(huà)窗。設(shè)置曲線(xiàn)：選中對(duì)話(huà)窗中部的Y標(biāo)簽頁(yè)，在Category列 選擇S parameter，在Quantity列，按下Ctrl鍵的同時(shí)，選擇S(WavePort1，WaveP

51、ortl）、 S(WavePort1，WavePort2）、S(WavePort1，WavePort3）項(xiàng)，在Function列選擇mag。在X標(biāo)簽頁(yè)，選擇Use Primary Sweep項(xiàng)。在Sweeps標(biāo)簽頁(yè)，選擇Sweep Design and Project variable values，其它默認(rèn)，點(diǎn)擊Add Trace，則在上方加入S11、S12、S13參數(shù)曲線(xiàn)，點(diǎn)Done完成。則在工程樹(shù)的Results項(xiàng)下加入該圖表項(xiàng)默認(rèn)名為XYPlotl, 在右側(cè)窗口的矩形圖中顯示不同間隔的S參數(shù)曲線(xiàn)，結(jié)果如 REF _Ref h * MERGEFORMAT 圖1.6.11所示。圖1.6.1

52、1 包含S參數(shù)的矩形曲線(xiàn)圖（2）創(chuàng)建一個(gè)場(chǎng)覆蓋圖定義間隔的位里：確定Property窗口己經(jīng)打開(kāi)，否則在主菜單中選擇View Property Window，顯示Property窗口。在工程樹(shù)中選擇T_waveguide_design1項(xiàng)，則在工程樹(shù)下方出現(xiàn)Variables標(biāo)簽頁(yè)，在Offset變量的Value欄輸入0。定義場(chǎng)分布：雙擊工程樹(shù)中的T_waveguide_design1項(xiàng)，返回繪圖窗口。在繪圖區(qū)點(diǎn)右鍵選擇select Faces項(xiàng)，再點(diǎn)左鍵選擇T型接頭的上表面。主菜單中選擇HFSS Fields Plot Field Mag_E，在彈出對(duì)話(huà)框的Solution項(xiàng)選擇Setup1

53、：LastAdaptive ，其余默認(rèn)，點(diǎn)Done完成。則在工程樹(shù)的Field Over lays節(jié)點(diǎn)下加入該圖，默認(rèn)名為Mag_E1，在T型接頭的上表面顯示場(chǎng)分布情況，如 REF _Ref h * MERGEFORMAT 圖1.6.12所示。圖1.6.12 T型接頭上表面的場(chǎng)覆蓋圖修改三維場(chǎng)的繪制屬性：在工程樹(shù)中選擇Field OverlavsE Field節(jié)點(diǎn)，點(diǎn)擊右鍵選擇Modify Attributes，則出現(xiàn)屬性對(duì)話(huà)框，可以設(shè)置場(chǎng)的顯示類(lèi)型、參量等參數(shù)。（3）動(dòng)態(tài)演示場(chǎng)覆蓋圖在工程樹(shù)的Mag_E1上點(diǎn)右鍵選擇Animate。在彈出對(duì)話(huà)窗的Swpt Variable標(biāo)簽頁(yè)，在Swpt

54、Variable列選擇Phase,定義范圍：O1 60deg，步長(zhǎng)8，點(diǎn)OK完成在出現(xiàn)的Animation對(duì)話(huà)框，可以控制動(dòng)畫(huà)演示的進(jìn)程，包括開(kāi)始、停止、演示速度、幀順序等。注意觀察場(chǎng)分布的情況，重點(diǎn)比較2、3端口的場(chǎng)分布差異。停止演示。定義間隔位置并重新演示：在工程樹(shù)中選擇T_waveguide_design1項(xiàng)，在Property窗口的Variables標(biāo)簽頁(yè)中，在Offset變量的Value欄內(nèi)輸入0.2。重新演示，注意觀察此時(shí)2、3端口的場(chǎng)分布差異，并比較場(chǎng)分布悄況和前一個(gè)演示有何不同，停止演示。（4）保存并退出HFSS主菜單選File Save或工具欄選擇Save，保存該工程。主菜單

55、選File Close，關(guān)閉工程。主菜單選File Exit，退出HFSS軟件。1.7 HFSS設(shè)計(jì)實(shí)例4雙T型波導(dǎo)的設(shè)計(jì)本例以bj-100為例，height=10.160mm，width=22.860mm，采用單模傳輸，主模頻率范圍8.2012.5Ghz，衰減頻率9.84Ghz，也可以自行設(shè)定尺寸，具體參考微波技術(shù)p229附錄A。1.7.1 初始設(shè)置一）啟動(dòng)Ansoft HFSS點(diǎn)擊微軟的開(kāi)始按鈕，選擇程序，然后選擇Ansoft HFSS11程序組，點(diǎn)擊HFSS11，進(jìn)入Ansoft HFSS.設(shè)置工具選項(xiàng)注意：為了按照本例中概述的步驟，應(yīng)核實(shí)一下工具選項(xiàng)已設(shè)置；選擇菜單中的toolsopt

56、ionsHFSS OptionsHFSS選項(xiàng)窗口：1）點(diǎn)擊常規(guī)（General）標(biāo)簽建立新邊界時(shí)，使用數(shù)據(jù)登記項(xiàng)的向?qū)В丛赽oundary options中的Use wizards for data entry when creating new boundaries）：勾上用幾何形狀復(fù)制邊界（duplicate boundaries with geometry）：勾上2）點(diǎn)擊ok按鈕。選擇菜單中的工具（tools）optionsmodeler options3D modeler options：1）點(diǎn)擊operation標(biāo)簽自動(dòng)覆蓋閉合的多段線(xiàn)（automatically cover cl

57、osed polylines）：勾上。2）點(diǎn)擊畫(huà)圖（drawing）標(biāo)簽編輯新建原始結(jié)構(gòu)的屬性（edit propetry of new primitives）：勾上。3）點(diǎn)擊ok按鈕二）打工一個(gè)新工程1.在窗口，點(diǎn)擊標(biāo)準(zhǔn)工具欄中的新建圖標(biāo)，或者選擇菜單中的filenew.2.或者從工程（project）菜單中選擇insert HFSS design.三）設(shè)置解決方案類(lèi)型（set solution type）1.選擇菜單中的HFSSsolution type2.解決方案類(lèi)型窗口： 1）選擇模式驅(qū)動(dòng)（driven modal） 2）點(diǎn)擊ok按鈕。1.7.2 建立三維模型一）模型單位設(shè)置： 1）選

58、擇菜單項(xiàng)：modelerunits 2）選擇模型單位：mm 3）點(diǎn)擊確定二）選擇缺省材料（即模型內(nèi)填充物）用三維模型材料工具欄，選擇真空即在右上角的三）創(chuàng)建頂臂1.建立頂臂：1）選擇菜單項(xiàng)：drawboxdraw 2）選擇起始位置（軟件右下角輸入，絕對(duì)坐標(biāo)）：X：11.430 Y：-5.080 Z：-5.080 回車(chē) 3）選擇相對(duì)坐標(biāo)：dX：-22.860 Dy：10.160 Dz：33.020 回車(chē)圖1.7.1 創(chuàng)建項(xiàng)臂2.重命名：從材料窗口選擇屬性平臺(tái)； 1）名字的命名類(lèi)型：ARM 2）點(diǎn)擊確定3.適合觀看的調(diào)整： 3）選擇菜單項(xiàng)：viewfir allactive viewview.或者

59、ctrl+d鍵四）創(chuàng)建臂2：1.選擇菜單項(xiàng)：editselect all visableedit 或者ctrl+A2.選擇菜單項(xiàng)：editduplicatearound axisedit選擇以x為軸，旋轉(zhuǎn)90度，數(shù)目2，點(diǎn)擊確定鍵3是和觀看的調(diào)整：選擇菜單項(xiàng)：viewfit allactive view 或者ctrll+d五）建立臂3和4：1.選擇物體框：（1）選擇物體臂1；（2）點(diǎn)擊確定2.建立臂3和4； 1）editduplicatearound axis 2）以z為軸旋轉(zhuǎn)90度，總數(shù)為三個(gè)，點(diǎn)擊確定鍵六）連接各個(gè)臂： 1.連接各個(gè)臂： 3）選擇菜單項(xiàng)：editselect all vis

60、ible：或者按ctrl+A鍵 4）選擇菜單項(xiàng)：modelerbooleanunite七）建立波導(dǎo)端口激勵(lì)1.選擇端口面： 1）選擇菜單項(xiàng)：editselectfaces 2）選擇頂部的面2.設(shè)計(jì)波端口激勵(lì)： 1）選擇菜單項(xiàng)：HFSSEXCITATIONSASSIGNwave port 2）波端口：general 名字：p1 點(diǎn)擊next鍵 3）波端口：models 點(diǎn)擊next鍵，點(diǎn)擊結(jié)束鍵依此類(lèi)推，設(shè)置另外三個(gè)端口激勵(lì)p2，p3，p4；注：雖然將四個(gè)端口都設(shè)置為了激勵(lì)，但是系統(tǒng)默認(rèn)的是第一個(gè)激勵(lì)端口有輸入功率，其他端口無(wú)激勵(lì)輸入，如果需要設(shè)置，可在HFSSfieldsedit source