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上篇 基础篇2

第1章 HFSS概述2

1.1 HFSS简介2

1.2 启动HFSS4

1.3 HFSS工程的通用设置5

1.3.1 设置工程文件的默认路径5

1.3.2 新建设计文件设置5

1.4 HFSS设计流程6

第2章 入门实例——T形波导的内场分析和优化设计7

2.1 设计概述7

2.2 T形波导内场分析8

2.2.1 新建工程设置8

2.2.2 创建T形波导模型8

2.2.3 分析求解设置16

2.2.4 运行仿真分析18

2.2.5 查看分析计算结果19

2.2.6 保存设计并退出HFSS21

2.3 T形波导的优化分析21

2.3.1 新建一个优化设计工程21

2.3.2 参数扫描分析设置和仿真分析21

2.3.3 查看参数扫描分析结果24

2.3.4 优化设计25

2.3.5 查看优化结果27

2.3.6 保存并退出HFSS28

第3章 HFSS工作界面29

3.1 HFSS工作界面29

3.1.1 主菜单栏30

3.1.2 工具栏38

3.1.3 工程管理窗口39

3.1.4 属性窗口39

3.1.5 三维模型窗口39

3.1.6 信息管理窗口40

3.1.7 进程窗口40

3.1.8 状态栏41

3.2 栅格显示和栅格平面41

3.3 显示坐标系41

3.4 本章小结42

第4章 HFSS中的建模操作43

4.1 创建长方体模型43

4.1.1 创建长方体模型的操作步骤44

4.1.2 物体属性对话框的详细解释46

4.2 HFSS中的基本模型及其创建47

4.2.1 鼠标光标的移动模式47

4.2.2 捕捉模式（SnapMode）47

4.2.3 物体的基本模型48

4.3 物体的材料属性51

4.3.1 编辑物体材料库52

4.3.2 设置物体模型的材料53

4.4 改变视图54

4.4.1 改变视图的操作命令54

4.4.2 显示和隐藏物体模型56

4.5 选择模式与操作56

4.5.1 选择模式56

4.5.2 选择操作57

4.5.3 多重选择58

4.6 物体模型的几何变换58

4.7 物体模型的布尔运算操作61

4.8 HFSS中的坐标系64

4.8.1 相对坐标系65

4.8.2 面坐标系66

4.9 建模相关选项的设置67

4.10 本章小结68

第5章 边界条件和激励69

5.1 概述69

5.2 边界条件的类型和设置70

5.2.1 理想导体边界条件70

5.2.2 理想磁边界条件71

5.2.3 有限导体边界条件72

5.2.4 辐射边界条件73

5.2.5 对称边界条件75

5.2.6 阻抗边界条件77

5.2.7 集总RLC边界条件78

5.2.8 分层阻抗边界条件79

5.2.9 无限地平面边界条件80

5.2.10 主从边界条件80

5.2.11 理想匹配层83

5.3 激励的类型和设置83

5.3.1 波端口激励83

5.3.2 波端口激励的设置步骤86

5.3.3 集总端口激励90

5.3.4 Floquet端口激励93

5.3.5 入射波激励94

5.3.6 电压源激励94

5.3.7 电流源激励95

5.3.8 磁偏置激励95

5.4 本章小结95

第6章 HFSS求解器和求解分析设置96

6.1 求解器和求解类型96

6.1.1 HFSS求解器97

6.1.2 HFSS-IE求解器98

6.2 自适应网格剖分99

6.2.1 收敛标准99

6.2.2 收敛精度100

6.2.3 自适应网格剖分频率的选择100

6.3 求解设置101

6.3.1 添加和定义求解设置101

6.3.2 修改和删除已添加的求解设置105

6.4 扫频分析105

6.4.1 扫频类型106

6.4.2 添加和定义扫频设置107

6.4.3 修改和删除已添加的扫频项110

6.5 设计检查和运行仿真分析110

6.5.1 设计检查110

6.5.2 运行仿真分析111

6.6 本章小结111

第7章 HFSS中的变量和Optimetrics112

7.1 变量112

7.1.1 变量类型112

7.1.2 变量定义113

7.1.3 添加、删除和使用变量114

7.2 Optimetrics模块117

7.3 参数扫描分析117

7.4 优化设计119

7.4.1 初始设计119

7.4.2 定义优化变量119

7.4.3 构造目标函数120

7.4.4 优化算法121

7.5 调谐分析124

7.6 灵敏度分析124

7.7 统计分析124

7.8 Optimetrics应用实例125

7.8.1 定义变量126

7.8.2 参数扫描分析举例128

7.8.3 优化设计举例131

7.8.4 调谐分析举例135

7.8.5 灵敏度分析举例136

7.8.6 统计分析举例139

7.9 本章小结142

第8章 HFSS的数据后处理143

8.1 求解信息数据143

8.2 数值结果145

8.2.1 数值结果的显示方式145

8.2.2 数值结果的类型146

8.2.3 输出变量147

8.2.4 查看数值结果的操作步骤148

8.2.5 编辑图形显示结果报告150

8.3 场分布图151

8.3.1 绘制场分布图的操作步骤153

8.3.2 场分布的动态显示154

8.4 天线辐射问题的后处理155

8.4.1 定义远区场辐射表面156

8.4.2 天线方向图157

8.4.3 天线参数159

8.4.4 HFSS中天线阵的处理162

8.5 本章小结166

下篇 实践篇168

第9章 HFSS环形定向耦合器设计实例168

9.1 环形定向耦合器简介168

9.2 使用HFSS设计环形定向耦合器概述169

9.2.1 耦合器的理论计算169

9.2.2 HFSS设计简介170

9.2.3 HFSS设计环境概述170

9.3 新建HFSS工程170

9.4 创建环形定向耦合器模型171

9.4.1 设置默认的长度单位171

9.4.2 建模相关选项设置171

9.4.3 定义变量length172

9.4.4 添加新材料173

9.4.5 创建带状线介质层模型174

9.4.6 创建带状线金属层模型176

9.5 分配边界条件和激励180

9.6 求解设置183

9.6.1 求解设置183

9.6.2 扫频设置183

9.7 设计检查和运行仿真分析184

9.7.1 设计检查184

9.7.2 运行仿真分析184

9.8 查看仿真分析结果185

9.8.1 查看S参数扫频结果185

9.8.2 查看4GHz频点的S矩阵186

9.9 结果讨论187

9.9.1 重新仿真验证S矩阵结果187

9.9.2 使用端口平移功能验证S矩阵结果188

9.10 本章小结190

第10章 HFSS微带天线设计实例191

10.1 微带天线简介191

10.1.1 微带天线结构192

10.1.2 微带天线的辐射机理192

10.1.3 微带天线的馈电192

10.1.4 矩形微带天线的特性参数193

10.2 设计指标和天线几何结构参数计算195

10.3 HFSS设计和建模概述195

10.3.1 微带天线建模概述196

10.3.2 HFSS设计环境概述197

10.4 新建HFSS工程197

10.5 创建微带天线模型198

10.5.1 设置默认的长度单位198

10.5.2 建模相关选项设置198

10.5.3 添加和定义设计变量198

10.5.4 创建介质基片199

10.5.5 创建辐射贴片201

10.5.6 创建参考地202

10.5.7 创建同轴馈线的内芯203

10.5.8 创建信号传输端口面203

10.6 设置边界条件和激励205

10.6.1 设置边界条件205

10.6.2 设置端口激励207

10.7 求解设置208

10.7.1 求解频率和网格剖分设置208

10.7.2 扫频设置208

10.8 设计检查和运行仿真分析209

10.8.1 设计检查209

10.8.2 运行仿真分析209

10.9 查看天线回波损耗210

10.10 参数扫描分析211

10.10.1 分析谐振频率随辐射贴片长度L0的变化关系211

10.10.2 分析谐振频率随辐射贴片宽度W0的变化关系212

10.10.3 输入阻抗和同轴线馈电点位置的变化关系214

10.11 优化设计216

10.11.1 设置优化变量217

10.11.2 添加优化设计217

10.11.3 运行优化设计查看优化结果219

10.12 查看优化后的天线性能219

10.12.1 重新运行仿真分析220

10.12.2 查看天线性能220

10.13 本章小结225

第11章 HFSS阵列天线分析226

11.1 HFSS设计概述226

11.1.1 阵元模型227

11.1.2 HFSS设计环境概述228

11.2 新建工程228

11.3 创建阵元模型228

11.3.1 设置默认的长度单位228

11.3.2 建模相关选项设置229

11.3.3 创建波导阵元229

11.3.4 创建阵元外的自由空间模型231

11.4 分配边界条件和激励232

11.4.1 设置CellBox左右两侧表面为一对主从边界条件232

11.4.2 设置CellBox前后表面为一对主从边界条件235

11.4.3 为阵元波导底面分配波端口激励236

11.4.4 为CellBox上表面分配Floquet端口激励236

11.5 求解设置239

11.6 设计检查和运行仿真分析239

11.6.1 设计检查239

11.6.2 运行仿真分析240

11.7 查看仿真分析结果240

11.7.1 定义辐射表面241

11.7.2 查看天线阵元场强方向图242

11.7.3 查看天线阵列的场强方向图244

11.8 本章小结246

第12章 HFSS差分信号分析实例247

12.1 HFSS设计概述247

12.1.1 HFSS求解类型和建模简述248

12.1.2 求解频率和扫频设置249

12.1.3 HFSS设计环境概述249

12.2 新建工程249

12.3 创建带状线差分对模型250

12.3.1 设置默认的长度单位250

12.3.2 建模相关选项设置250

12.3.3 创建差分信号线模型250

12.3.4 创建FR4介质层253

12.3.5 添加和使用变量255

12.4 分配端口激励256

12.4.1 创建波端口激励表面256

12.4.2 分配波端口激励和差分信号对258

12.4.3 设置差分信号线258

12.4.4 端口平移259

12.5 求解设置260

12.5.1 求解频率设置260

12.5.2 扫频设置260

12.6 设计检查和运行仿真分析261

12.6.1 设计检查261

12.6.2 运行仿真分析262

12.7 数据后处理262

12.7.1 差模信号的S参数扫频分析结果262

12.7.2 共模信号的A参数扫频分析结果263

12.7.3 端口的差模阻抗和共模阻抗264

12.7.4 端口处差模信号和共模信号的电场分布264

12.8 本章小结266

第13章 HFSS谐振腔体分析实例267

13.1 圆柱形腔体谐振器简介267

13.2 HFSS设计概述269

13.2.1 HFSS建模和求解简介269

13.2.2 HFSS设计环境概述270

13.3 新建工程270

13.4 创建圆形谐振腔模型271

13.4.1 设置默认的长度单位271

13.4.2 建模相关选项设置271

13.4.3 创建圆形谐振腔体模型271

13.5 边界条件和激励273

13.6 求解设置274

13.7 设计检查和运行仿真分析274

13.7.1 设计检查274

13.7.2 运行仿真分析275

13.8 结果分析275

13.8.1 谐振频率和品质因数Q275

13.8.2 腔体内部电磁场的分布276

13.9 参数扫描分析279

13.9.1 定义设计变量279

13.9.2 创建介质圆柱体280

13.9.3 添加参数扫描分析设置282

13.9.4 运行参数扫描分析283

13.9.5 参数扫描分析结果283

13.10 本章小结284

第14章 HFSS计算SAR工程实例285

14.1 设计背景285

14.2 HFSS设计概述286

14.2.1 建模概述286

14.2.2 HFSS设计环境概述287

14.3 新建工程287

14.3.1 运行HFSS并新建工程287

14.3.2 设置求解类型287

14.3.3 设置默认长度单位288

14.3.4 建模相关选项设置288

14.4 创建偶极子天线模型288

14.4.1 创建相对坐标系288

14.4.2 创建偶极子天线模型289

14.4.3 给偶极子天线分配集总端口激励292

14.5 创建外壳和脑组织液模型294

14.5.1 创建第一个球体294

14.5.2 创建第二个球体297

14.5.3 生成外壳和脑组织液模型299

14.6 创建SAR的计算线300

14.7 分配辐射边界条件301

14.8 求解设置302

14.9 设计检查和运行仿真分析303

14.9.1 设计检查303

14.9.2 运行仿真分析303

14.10 查看分析结果304

14.10.1 SAR计算结果304

14.10.2 BrainFluid模型内部的电场分布305

14.11 本章小结306

第15章 HFSS雷达散射截面分析实例307

15.1 雷达散射截面介绍307

15.2 HFSS设计及其设计环境概述309

15.3 新建HFSS工程309

15.4 设计建模311

15.4.1 创建长方体模型311

15.4.2 设置PML边界条件312

1 5.5 求解设置314

15.6 双站RCS分析314

15.6.1 定义入射波激励314

15.6.2 设计检查并运行仿真分析315

15.6.3 查看双站RCS分析结果316

15.7 单站RCS分析318

15.7.1 定义入射波激励318

15.7.2 运行仿真分析319

15.7.3 查看单站RCS分析结果319

15.8 本章小结320

第16章 HFSS时域求解器应用实例321

16.1 HFSS时域求解器和FDR分析321

16.1.1 HFSS时域求解器简介321

16.1.2 TDR分析介绍321

16.2 HFSS设计概述322

16.3 新建HFSS工程323

16.4 设计建模325

16.4.1 创建同轴线结构模型325

16.4.2 设置端口激励331

16.5 求解设置333

16.6 设计检查和运行仿真分析334

16.7 查看TDR分析结果335

16.8 本章小结337

第17章 HFSS-IE求解器应用实例338

17.1 HFSS-IE求解器介绍338

17.2 HFSS设计及其设计环境概述339

17.3 新建HFSS工程340

17.4 设计建模341

17.4.1 创建曲线341

17.4.2 创建纺锤形金属体342

17.5 设置平面波激励343

17.6 求解设置344

17.7 设计检查和运行仿真分析344

17.7.1 设计检查344

17.7.2 运行仿真分析345

17.8 查看分析结果345

17.9 本章小结347