HFSS报告,波导腔体内场分析
HFSS波导仿真实验报告参考模板
《电磁场与电磁波》课程仿真实验报告学号U*********姓名唐彬专业电子科学与技术院（系）光学与电子信息学院2014 年12 月 3 日1.实验目的学会HFSS仿真波导的步骤，画出波导内场分布图，理解波的传播与截止概念。
2.实验内容在HFSS中完成圆波导的设计与仿真，要求完成电场、磁场、面电流分布、传输曲线、色散曲线和功率的仿真计算。
3.仿真模型（1）模型图形（2）模型参数（3）仿真计算参数根据圆波导主模为TE11，111111'=1.841 22ccf a paπμεπμε==为半径，a=1mm，代入公式得截止频率f=8.8GHz，因此设置求解频率为11GHz，起始频率为9GHz，终止频率为35GHz。
4.实验结果及分析4..1电场分布图图形分析：将垂直于Z周的两个圆面设为激励源，利用animate选项可以发现，两个圆面上的电场强度按图中的颜色由红变蓝周期性变化，图形呈椭圆形，且上底面中心为红色时，下底面中心为蓝色。
即上底面中心的电场强度最大时，下底面中心的电场强度为最小。
这是由于波的反射造成的。
对于圆波导的侧面，由动态图可知电场强度始终处于蓝绿色，也就是一直较小。
这说明电场更多的是在两底面，即两激励源之间反射，反射到侧面上的电场较少。
4..2磁场分布图图形分析：根据电场与磁场的关系式——课本式（9.46）可知，电场的大小是磁场大小的c倍（c为真空中的光速），电场方向与磁场方向处处垂直，在图中也可看出，波导中磁场的最大值出现在侧面，两底面的中心的颜色为蓝绿色，且底面的两边为双曲线的形状，这就是磁场与电场相互垂直的结果。
另一方面，根据图中各个颜色代表的场强大小也可以近似验证，电场与磁场的大小的确是c倍的关系。
而且在导体中的电磁波，磁场与电场还存在相位差，这一点也可从两者的动态图中验证该结论。
4..3电流分布图图形分析：面电流变化的图形特点与磁场变化的图形特点相类似，原因可以根据麦克斯韦方程（微分形式）（积分形式）知道，面电流密度大小与磁场大小成正比，因此两者的变化规律相同。
hfss仿真 实验报告
hfss仿真实验报告
标题：HFSS仿真实验报告
HFSS（High Frequency Structure Simulator）是一款专业的电磁场仿真软件，广泛应用于微波、射频和毫米波领域。
本文将通过HFSS仿真实验报告，介绍其
在电磁场仿真方面的应用和优势。
首先，HFSS具有强大的建模能力，可以对各种复杂结构进行精确的建模和仿真。
通过HFSS，用户可以快速准确地分析电磁场的分布、波导传输特性和天线辐射特性等。
这为工程师提供了强大的工具，帮助他们在设计阶段快速验证和优化
设计方案。
其次，HFSS具有高度的计算精度和稳定性。
在仿真过程中，HFSS能够准确地
计算电磁场的分布和传输特性，确保仿真结果的准确性和可靠性。
这对于工程
设计和产品研发来说至关重要，可以有效减少实验测试的成本和时间。
此外，HFSS还具有友好的用户界面和丰富的仿真分析功能。
用户可以通过简单直观的操作界面，快速地构建模型、设置仿真参数，并进行仿真分析和结果展示。
同时，HFSS还提供了丰富的仿真分析工具，如S参数分析、模态分析、频率扫描等，满足不同领域的仿真需求。
综上所述，HFSS作为一款专业的电磁场仿真软件，具有强大的建模能力、高度的计算精度和稳定性，以及丰富的仿真分析功能，在微波、射频和毫米波领域
有着广泛的应用前景。
相信随着科技的不断发展，HFSS将在电磁场仿真领域发挥越来越重要的作用。
HFSS谐振腔体实例分析分解
内容概述柱体腔体谐振器简介MpUk" M 於5门5] 54.血--e 恻柱形腔休谐振器简介•:•微波腔休谐振器是由导体制成的封闭的空腔，电破波在其中连续反射，如果模式和頻率合适.就会产生驻波.即发生谐振现象。
❖微波谐振器迪主要参数有两个:谐振頻妄或谐振波长和品庾因数(.儿•:•今天我们将要使用HFSS分析的如下图m所示的圆形腔休谐舷由理论分析可知，当/ = “时，TN如提最低次模,孚小是罗氐次模*g三者的谐振波长分另欣仏。
=2®❖ TMow模的谐振波长与腔体长度无关，无法利用调节谐振腔长度的方法进行调遂但在園柱轴线方向引入一段细圆柱形导体或细圆柱形理质,可以使TM JW模的场分布发生变化, 通过改变细圆柱形导休介质的长度，可以实现谐振腔的调(°山呱:m畑仃珂$诃8<J3:46f I • »：HFSS设计概述HFSS设计概述❖今天使用HFSS分析设计一个圆形腔体谐振器，腔体的磁和截面主径都为丘忒腔体的外壁材质是厚度为mun的金恳铝（ahumnmn〉。
根据前面的公式可以计算岀该谐振腔TM她模WTEm模波长和頻率的理论值分别为：z TMI）iri = 39.3111111 心mio = 634GHz冷川=25.鮒皿】A EDI = n,92GHz❖首先我们在HFSS中创建该腔休模型,仿真计算岀TM血模和TEm模i皆振频率的实际值和品质因辿5,井查看TA缶模和TEm模的场分布^❖然后在圜形谐振腔体内部添加一个半径为5山】的介质圆柱，使用HFSS的参数扫描功能，分析介质圆柱的高度对口応模和正小楔谐振頻率的影的HFSS设计步骤和设计流程1•改名:工程名：Resonator ；设计名：Cavity剎 审鈕 bff 删HBHgggEEBn 由口 Definitions寸・由••(5-2•修改模式：本征模求解模式內9如fjj\[25X5] UH--a ;: x臥 Annoft SPSS RcsonAtorCavity 30 lodelerIRcsonAtor Cavity - lodclerjZ] E>1« (da1 Y««¥ 2/*ojael Qri#&,<!•】”Ioalk lir»l<niW P-o' x11 Saqy oT. g,Ej 的厂 4 lotion Onck .|v>cuai•次「QG«Jit* O&nxitiwcftwnes • xM M A 83：丄•selatig typ 已Q&xndtrte% E scitatiana V««h Opacklicck Ar.ilytn Stt-cp Optir^triec toAlyrtc giddsfiesoltsficxn^kry DiRL© CS^Lw yi" C»j0rt TY<o.sfQr EX t«r 济m O«ai0. £rc7«rla«a...v*#-«ci9top.co«n TASolution Type; Resonator - Cavity DrivenC Modal厂 T erminalT ransientC Composite Excitation 怡Network Analysis总 EigenmodeOK Cancel3•修改单位：mm::h Q P■ ![•P»rt Prort Clipt -54X'l烛!j g --冬Z ObjQHz By V«t«ri<il • 10ft SPSS攻・SurBce fiodeealroj»ri Qr *r B Si% ■Zb F *|3IRcsonfttor CAVxty 3D Kodeler (Resonator Cavity lodclcrJ ]・ 1 •:* Cwrjty (-!«)••DftClXKl^JK8』雾蹟澤i讶R>tp<4^«r * 沁PV251 msOOQO:S6・•OVax i ・bl ・・・：；：・，、•DjVifetXl YOlQ Gl PlsRil*... B«r Object Type Casdi“t ・ Syntar! UctMd ・l AftUrcpU归Matico $ett )r<5wmwjoiVMW4<i3tCp.C0m4.创建谐振腔模型4.1创建圆柱体E 夕CyiinderlO CwSeCylind"i 匕Coardirt^te System54.2 修改属性：Cavity, 0.8Properties: Resonator - Cavity • ModelerAttribute |Nome I Wlue4.3 修改参数：顶点(0,0,0), H=15, i-15O CrejteCyinder »- k. CoordinateS”t0E t 49 Mar -iM G 令 lirt?NomeC&^ity Meterifil Sojurn'SoK^ InsideOrientabori Glob 创ModelDisplay XVir.,.Colorn&pjr'^scuurr/厂厂厂厂厂厂厂厂 Shor/ HiddenUnit lE^ludted ^6」 De^cfiption ‘ Rc^d-onF/::夕巾亦f B ■ veojjmProprw20 (mm)5•设置边界条件：有限导体边界条件Finite Conductivity Boundary X Name: |FiniteCond1U$e DefaultsCancel庐冷於旅a.*屮亠・$今如塚勺6.添加求解设置项汕如r v M f2R25) 54."够• noft HPSS - Rcsoufttor - Cavity 30 lodeler (Rcson*tor - CavxtylodclcrJZ2T 石】. 咖 Irojert Orw d ・dJ«r KFSS Z M I* 力宀 X^PI D Of Q 、昂 xq »| U) I 3a xr•□00<=>|±1!©6©60'©恥 j 3 1 oI 府 二1 丽!G 选护4VMCUOB=^Ktr5 柝-Cf 39Q»A»£3 «3 tf F&At£udl & IJCClt«itl»M & ・esl Qjerdtiom p [JJJpWI 倉 Opm ! 口久・2 %?>a. ♦ 2J ou^xitiFrvj«c^ Accedesx ・ ・X A £x a :i-夕沁也-yeani 0 C^vny@ CVecteCyLiri'• Z Coirdinwt» Sr«i»si * 49 ritxu^ !» Q foils■ !v**-«ctotop.cofn TAEigen Solution Setup AcK/anced | Defaults | Expression Cache |Adaptive SolutionsMaximum Number of Passes:Maximum Delta Frequency Per Pa厂 Converge on Real Frequency OnlyUse DefaultsHPC and Anal/sis Options...确定取消Setup Name:[7 Ena bledMinimum Frequency:Number of Medes:General | Options7・设计检查Validation Check; Resonator - CavityValidation Check completed. Errors: 1 Warnings ：: 0See Message Window For details.7.1有错误，査看之Mc5<jge Man agerR] A Cavity (Eiscmodc)Fixdu Condnctivity bogday TinitaCc&dl nzaz tbic^nass. This is n«t oxpatibLa with Ei^axri&da probls. (9.2^:43 下 牛 4月 C6, 2016)OCavity| 代 EH |Finite Conductivity BoundaryFinite Conductivity Boundary DefaultsName: FiniteCondlAdvancedSurface Roughness Model: C Hu raySurface Roughness: 「Set DC Thickness 0H^ll-Huray Surface Ratio;mmUse Defaults旳 Design Settings& 3D Model幻 Boundaries and ExcitationsMesh Operations& Analysis Setup 护 Optimetrics ： 刃 Radiation7.2再检査AboN | Clo^e&运行分析Validation Check; Resonator - CavityCavityValidation Check completed9・查看谐振频率和品质因数Eigenmode DaU Ih/esh Statistics |Sok^d Mod^Eg&nrnocfe Fiequ=ricy (GHa)QModel 7.76031 0.000489英5 791925 Mode 211.6293 *i 0.00K430£S 904Z34Close10.查看模式1的中心平面的电场和磁场的分布 10.1创建中心平面：顶点:(0,0,7・5) 9法线方向(0AD• Solutions: Revori^tor - CsvitySirrulstbn| S CtuplDesign Vtfi^on [|Lm&drphM jJJ &卩XProfile I Cowergen回Q瓦蔽□ Cr«tcC><ind«r♦匕Coo-dr»4tc e O Plir-iM ::QOfabJ^• a GbMI竝i CT GhbJiYZPUnel♦的Urts10.2查看电场分布Create Field PlotFields Calculator...Category: | StandardQuantity In Volumerr ；.■...- ：■；-ComplexMag_EV GC I OL EMagtHComplexMag_HVector^HMag_Jsurf ComplewMagJsurf VectoNsurf Mag_JvolCompleKMagjYol VectoNvol VectoR ealPo^ntingLocalJS ARAveragers ARS urface_Lo $s_D ensi tj Volume^Loss^D ensity vCavityAllObjects厂Plot on surface onlyCancel厂Streamlineyi Kt uJoadoicpyiwiLSV »At2 号 x>G 与 np^po 2卫痞艺-Q2・A !上 &!迪hE ■死518飞 ZfXh^lL TE ■讹rw->99-C9iaa»z^xr] p.*<H"«PQ 细!八・s avs • •■>n»T ia P3•m mmrJ 'TO口 pSCQ• uttf *•*!•"円ga* “u Qww >^u 心嗣口 s ，g ；匕cee ■邨 < tee-^siz yc€e -«9we ,9 recmt, 9 reo ■补 g* ree-^es-d reG-Hiair & tee ■钩曲£ % rcos-'occ-fc •■MWmz a3【押訂nU WW Q 21 CH°E> Q H M陀Q-■ i«XS •tvutpjtoj 叩伽“P Q 033 0 —. S ”A .- 吃（列夕弓【陀呵 ■^ru 2“__________ ! >""Af£EBd■ Wl □»p»x> ・・说。
实验11 波导腔体内场分析
实验11 波导腔体内场分析一、设计要求建立一个T型波导模型，利用HFSS软件求解﹑分析，观察T型波导的场分布情况。
二、实验仪器硬件：PC机软件：HFSS软件三、设计步骤1.创建工程第1步：打开HFSS软件并保存新工程。
第2步：插入HFSS设计第3步：选择求解类型第4步：设置单位2.创建模型第1步：创建长方体第2步：复制长方体第3步：组合长方体第4步：创建间隔从而得到如下所示的模型图：3.创建模型第1步：添加求解设置第2步：确认设计第3步：分析，对设计的模型进行三维场分析求解第4步：移动间隔的位置第5步：重新进行分析重新进行3D场的分析求解4.比较结果第1步：创建一个S参数的矩形曲线图在上面矩形图中显示不同间隔的S参数曲线。
第2步：创建一个场覆盖图如下图显示，在T接头的上表面显示场的分布情况第3步：动态演示场覆盖图分别定义场间隔位置为0和0.2时候动态演示场覆盖图。
观察场分布情况，重点比较2﹑3端口场的分布差异。
具体的图形在第四步的数据记录以及分析里面有详细的演示记录。
四、数据记录及分析（1）在矩形框中间隔位置分别为0和0.2的时候，S11﹑S12﹑S13的参数曲线图：（2）分别演示在间隔距离为0﹑0.2的时候动态场分布图Ⅰ间隔距离为0时:从0deg～160deg,步进为20deg如下面依次显示Ⅱ间隔距离为0.2时:从0deg～160deg,步进为20deg如下面依次显示软件仿真的所有结果图基本都符合要求，达到预定的效果。
实验总结(一)AWR软件（1）主要功能：AWR软件是进行射频﹑微波电路设计的专业软件，也是本行业在本行业在全球范围内最主流﹑先进的工程设计软件。
其Microwave Office 套件可以设计各种射频/微波模块（MCM,SiP）﹑集成电路（MIC，MMIC，RFIC）﹑微波多层印刷电路板（PCB）﹑天线等；其VSS套件可以设计完整的端对端的通信天线，并支持硬件半实物仿真。
AWR软件界面直观，无缝连接了电路仿真器﹑电磁仿真器﹑原理图与版图﹑统计设计功能和设计规则检验工具等。
hfss仿真实验报告
hfss仿真实验报告HFSS仿真实验报告引言：HFSS（High Frequency Structure Simulator）是一款电磁仿真软件，广泛应用于高频电磁场分析和设计。
本篇报告将介绍一次使用HFSS进行的仿真实验，并对实验结果进行分析和讨论。
实验目的：本次实验的目的是通过HFSS仿真软件，对一个电磁场问题进行模拟和分析，以验证其在理论上的正确性。
通过仿真实验，可以更好地理解电磁场的行为规律，并为实际应用提供参考依据。
实验步骤：1. 建立模型：根据实验需求，首先在HFSS中建立相应的电磁场模型。
模型的建立需要考虑几何形状、材料特性等因素，以确保仿真结果的准确性。
2. 设置边界条件：在模型建立完成后，需要设置边界条件，即模型与外界的交互方式。
边界条件的设置对于仿真结果的准确性至关重要，需要根据实际情况进行选择和调整。
3. 定义材料特性：根据实际材料的电磁特性，对模型中的材料进行定义和设置。
材料的特性包括介电常数、磁导率等参数，对于仿真结果的准确性起到重要作用。
4. 设定激励源：在模型中添加激励源，即对电磁场进行激励的源头。
激励源的设置需要考虑频率、功率等参数，以确保仿真结果与实际情况相符。
5. 运行仿真：完成上述设置后，即可运行仿真。
HFSS将根据模型和设置的参数，计算并输出电磁场的分布情况。
实验结果与分析：通过HFSS仿真软件进行实验后，我们得到了电磁场的分布情况。
根据仿真结果，我们可以对电磁场的特性进行分析和讨论。
首先，我们可以观察到电磁场的强度分布情况。
根据模型的不同特点，电磁场的强度在不同区域呈现出不同的分布规律。
通过分析电磁场的分布情况，可以更好地理解电磁场的行为规律，并为实际应用提供指导。
其次，我们可以通过仿真结果来评估不同材料对电磁场的影响。
在模型中，我们可以设置不同材料的特性参数，通过仿真实验来观察不同材料对电磁场的吸收、反射等影响。
这对于材料的选择和设计具有重要的参考价值。
hfss腔体滤波器设计实例
hfss腔体滤波器设计实例HFSS（High Frequency Structure Simulator）是一种用于电磁场仿真和分析的软件工具。
它广泛应用于高频电磁场的建模和分析，可用于设计各种射频（RF）和微波器件，如天线、滤波器、耦合器等。
本文将以HFSS腔体滤波器设计实例为题，介绍如何利用HFSS软件进行腔体滤波器的设计。
我们需要明确腔体滤波器的基本原理。
腔体滤波器利用腔体的谐振模式和谐振频率来实现信号的滤波。
通过调整腔体的几何参数和材料特性，可以实现对特定频率范围内的信号进行滤波。
因此，腔体滤波器的设计关键在于确定合适的腔体结构和参数。
接下来，我们将以一个实际的设计例子来具体介绍HFSS腔体滤波器的设计流程。
假设我们要设计一个工作在2.4GHz频段的微波腔体滤波器。
首先，我们需要选择合适的腔体结构。
常见的腔体结构有矩形腔体、圆柱腔体等，根据设计要求选择合适的结构。
在HFSS中，我们可以通过绘制几何模型来定义腔体结构。
绘制完成后，我们需要定义腔体的材料属性，包括介电常数、磁导率等。
这些参数将直接影响腔体的谐振频率和模式。
接下来，我们可以利用HFSS的求解器进行电磁场仿真。
在仿真前，我们需要设置仿真的频率范围和精度。
根据设计要求，选择合适的频率范围，并设置适当的网格精度。
仿真完成后，我们可以通过HFSS的结果分析工具来分析仿真结果。
主要包括频率响应、S参数、电场分布等。
根据设计要求，对仿真结果进行评估和调整。
如果需要改善滤波器性能，可以通过调整腔体的几何参数和材料特性来实现。
在设计过程中，需要注意以下几点。
首先，腔体的尺寸和几何参数应该合理选择，以满足设计要求。
其次，材料的选择和特性对滤波器性能影响很大，需要选择合适的材料并设置正确的特性。
最后，仿真结果的准确性和稳定性也需要重视，可以通过调整网格精度和求解器参数来提高仿真结果的准确性。
HFSS是一种强大的工具，可以用于腔体滤波器的设计和分析。
HFSS实验二
微波技术与天线实验报告(二)
实验二：魔T内部场分析
1:实验目的
理解和分析魔T波导内部场结构及网络参数
2:实验步骤
1）、建立新的工程。
2）、设置求解类型。
在菜单栏中点击HFSS
弹出Suction Type窗口
选择Driven Modal
点击OK按钮
3）、设置模型单位
在菜单栏中点击Modeler>Units
设置模型单位
在设置单位窗口中选择：mm
点击OK
4）、设置模型的默认材料
在工具栏中设置模型的默认材料为真空
5）、创建魔T、
创建ARM-1
在右下角中的坐标输入栏中输入长方体的起始点位置坐标X:—25.0，Y：—10.0，Z：0.0
按回车键输入
输入长方体XYZ三个方向的尺寸dX:50.0,dY:20.0,dZ:75.0 设置激励端口
创建ARM-2
创建ARM-3和ARM-4
组合模型
将所有的ARM组合成一个模型
6）、求解设置
设置求解频率
设置扫频
7）、保存工具
8）求解该工程
9）后参数处理
S参数
S参数相位
场分布图场分布图动态显示
实验图形
望以后有机会做的更好吧...。
电磁场HFSS实验报告
实验一 T形波导的内场分析实验目的1、熟悉并掌握HFSS的工作界面、操作步骤及工作流程。
2、掌握T型波导功分器的设计方法、优化设计方法和工作原理。
实验仪器1、装有windows 系统的PC 一台2、或更高版本软件3、截图软件实验原理本实验所要分析的器件是下图所示的一个带有隔片的T形波导。
其中，波导的端口1是信号输入端口，端口2和端口3是信号输出端口。
正对着端口1一侧的波导壁凹进去一块，相当于在此处放置一个金属隔片。
通过调节隔片的位置可以调节在端口1传输到端口2，从端口1传输到端口3的信号能量大小，以及反射回端口1的信号能量大小。
T形波导实验步骤1、新建工程设置：运行HFSS并新建工程：打开 HFSS 软件后，自动创建一个新工程： Project1，由主菜单选 File\Save as ，保存在指定的文件夹内，命名为Ex1_Tee；由主菜单选 Project\ Insert HFSS Design，在工程树中选择 HFSSModel1，点右键，选择 Rename项，将设计命名为 TeeModel。
选择求解类型为模式驱动（Driven Model）：由主菜单选HFSS\Solution Type ，在弹出对话窗选择Driven Model 项。
设置长度单位为in：由主菜单选 3D Modeler\Units ，在 Set Model Units 对话框中选中 in 项。
2、创建T形波导模型：创建长方形模型：在 Draw 菜单中，点击 Box 选项，在Command 页输入尺寸参数以及重命名；在Attribute页我们可以为长方体设置名称、材料、颜色、透明度等参数Transparent（透明度）将其设为。
Material（材料）保持为Vacuum。
设置波端口源励：选中长方体平行于 yz 面、x=2 的平面；单击右键，选择 Assign Excitation\Wave port项，弹出 Wave Port界面，输入名称WavePort1；点击积分线 (Integration Line) 下的 New line ，则提示绘制端口，在绘图区该面的下边缘中部即（2,0,0)处点左键，确定端口起始点，再选上边缘中部即(2,0,处，作为端口终点。
HFSS波导仿真实验报告参考模板剖析
《电磁场与电磁波》课程仿真实验报告学号U*********姓名唐彬专业电子科学与技术院（系）光学与电子信息学院2014 年12 月 3 日1.实验目的学会HFSS仿真波导的步骤，画出波导内场分布图，理解波的传播与截止概念。
2.实验内容在HFSS中完成圆波导的设计与仿真，要求完成电场、磁场、面电流分布、传输曲线、色散曲线和功率的仿真计算。
3.仿真模型（1）模型图形（2）模型参数（3）仿真计算参数根据圆波导主模为TE11，111111'=1.841 22ccf a paπμεπμε==为半径，a=1mm，代入公式得截止频率f=8.8GHz，因此设置求解频率为11GHz，起始频率为9GHz，终止频率为35GHz。
4.实验结果及分析4..1电场分布图图形分析：将垂直于Z周的两个圆面设为激励源，利用animate选项可以发现，两个圆面上的电场强度按图中的颜色由红变蓝周期性变化，图形呈椭圆形，且上底面中心为红色时，下底面中心为蓝色。
即上底面中心的电场强度最大时，下底面中心的电场强度为最小。
这是由于波的反射造成的。
对于圆波导的侧面，由动态图可知电场强度始终处于蓝绿色，也就是一直较小。
这说明电场更多的是在两底面，即两激励源之间反射，反射到侧面上的电场较少。
4..2磁场分布图图形分析：根据电场与磁场的关系式——课本式（9.46）可知，电场的大小是磁场大小的c倍（c为真空中的光速），电场方向与磁场方向处处垂直，在图中也可看出，波导中磁场的最大值出现在侧面，两底面的中心的颜色为蓝绿色，且底面的两边为双曲线的形状，这就是磁场与电场相互垂直的结果。
另一方面，根据图中各个颜色代表的场强大小也可以近似验证，电场与磁场的大小的确是c倍的关系。
而且在导体中的电磁波，磁场与电场还存在相位差，这一点也可从两者的动态图中验证该结论。
4..3电流分布图图形分析：面电流变化的图形特点与磁场变化的图形特点相类似，原因可以根据麦克斯韦方程（微分形式）（积分形式）知道，面电流密度大小与磁场大小成正比，因此两者的变化规律相同。
HFSS报告,波导腔体内场分析
HFSS报告,波导腔体内场分析实验11 波导腔体内场分析建⽴⼀个T型波导模型，利⽤HFSS软件求解、分析，观察T型波导的场分布情况。
设计步骤：⼀、创建⼯程和设计第1步：打开HFSS并保存新⼯程运⾏HFSS软件后，⾃动创建⼀个新⼯程：Project1的新⼯程和名称为HFSSDesign1的新设计。
由主菜单选File/Save as，保存在USER（E：）盘⾃建⽂件夹内，命名为Ex11_Tee。
在⼯程树中选择HFSS Design1，点击右键，选择Rename项，将设计命名为TeeModel。
第2步：选择求解类型由主菜单选HFSS/Solution Type，在弹出对话窗选择Driven Modal项。
第3步：设置单位由主菜单选3D Modeler/Units，在Set Model Units 对话窗中选择in项。
⼆、创建模型第⼀步：创建长⽅体绘制⼀个长⽅体：由主菜单选Draw/Box：按下Tab键切换到参数设置区（在⼯作区的右下⾓），设置长⽅体的基坐标（x，y，z）为（0，-0.45,0），数据输⼊时⽤Tab键左右移动，按下Enter键确认后，输⼊长⽅体的长和宽（dx，dy，dz）为（2，0.9，0）再按下Enter键确认，输⼊⾼度（0，0，0.4），按Enter键确认。
注意：在设置未全部完成时不要在绘图区中点击⿏标！定义长⽅体属性：设置完⼏何尺⼨后，⾃动弹出该长⽅体的属性对话框。
选择Attribute 标签页，讲Name项改为Tee，Material 项保持为Vacuum不变，点击Transparent项的数值条，在弹出的窗⼝移动滑条使其值为0.4，提⾼透明度。
设置完毕后，按下Ctrl+D键，将长⽅体适中显⽰，如图1a所⽰。
定义波形端⼝：按下F键切换到⾯选择状态，选中长⽅体平⾏于yz⾯、x=2的平⾯，再点右键，选择Assign Excitation/Wave Port项，弹出Wave Port界⾯，输⼊名称Port1，点Next；点击Integration Line项选择New Line，则提⽰绘制端⼝，在绘图区该⾯的下边缘中部即（2,0,0）处点左键，确定端⼝起始点，再选上边缘中部即（2,0,0.4）处，作为端⼝终点。
基于HFSS分析波导腔体实例
2. 设置曲线：选中对话窗中部的Y标签页，在Category列选 择S parameter，在Quantity列，按下Ctrl键的同时，选择S
（Port1，Port1）、 S（Port1，Port2）、 S（Port1，Port3）
项，在Function列选择mag。在X标签页，选择Use Primary Sweep项。在Sweeps标签页，选择Sweep Design and Project variable values，其它默认，点Add Trace，则 在上方加入S11、S12、S13参数曲线，点Done完成。
括绘制的所有 的几何模式，
பைடு நூலகம்
以及模型的编
辑、材料定义 等。绘图历史 树右侧是绘图 窗，在该区绘 制几何模型。
三．属性窗
属性窗显示在工程树、绘图历史树或绘图区中选中的某一项的属性，可以 进行编辑，在属性窗中可编辑的参数是不定的，其标签页的名称也不定，均由 所选中的项的类型决定。
四．信息窗
信息窗显示与工程创建过程相关的各种信息，例如工程设置的错误信
HFSS
纲要
第一部分 软件设计环境
第二部分 波导腔体内场分析 第三部分 波导腔体内场优化
第一部分
软件设计环境
绘图历史树 主菜单 工具条
绘图窗
工程树
属性窗
进程窗
信息窗
一．工程树
工程树包括所有打开的 HFSS 工程文件，每个工程文件一般包括几何 模型、模型的边界条件、材料定义、场的求解、后处理信息等。 工程树中的第一个节点是工程的名称，默认名一般为Projectn ，n代表 当前打开的第n个工程。 导入HFSS设计后，其下加入 HFSSModeln节点，n代表当前加入的第n 个设计，在该节点下包括模型的所有特定数据。
微波技术与天线实验3利用HFSS仿真分析矩形波导
微波技术与天线实验报告实验名称：实验3：利用HFSS仿真分析矩形波导学生班级：学生姓名：学生学号：实验日期：2011年月日一、 实验目的学会HFSS 仿真波导的步骤，画出波导内场分布随时间变化图，理解波的传播与截止概念；计算传播常数并与理论值比较。
二、 实验原理矩形波导的结构如图1，波导内传播的电磁波可分为TE 模和TM 模。
xyz图 1矩形波导1）TE 模，0=z E 。
coscos zz mn m x n y H H e a bγππ-= 2cos sin x mn c z n m x n y E H b a bj k e γπππωμ-=2sin cos z y mn c j m m x n y E H e k a a bγωμπππ-=-2sincos z x mn c m m x n y H H e k aa bγλπππ-=2cossin z y mn c n m x n y H H e k ba bγλπππ-=其中，c kmn H 是与激励源有关的待定常数。
2）TM 模Z H =0，由Z E 的边界条件同样可得无穷多个TM 模。
注意：对于mn TM 和mnTE 模，m, n 不能同时为零，否则全部的场分量为零。
mn TM 和mn TE 模具有相同的截止波数计算公式，即c k （mn TM ）=c k （mn TE ）所以，它们的截止波长c λ和截止频率c f 的计算公式也是一样的，即c λ（mn TM ）=c λ（mn TE ）=222⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛b n a mc f （mn TM ）=c f （mn TE ）对于给定的工作频率或波长，只有满足传播条件（f >c f 或λ<c λ）的模式才能在波导中传播。
由公式可以看出矩形波导的c f ，c λ不仅与波导的尺寸a, b 有关，还和模指数m, n 有关。
当a, b 一定时，随着f 的改变，矩形波导可以多模传播，也可以单模传播，甚至也可以处于截止状态。
hfss仿真实验报告
hfss仿真实验报告《HFSS仿真实验报告》HFSS（High Frequency Structure Simulator）是一种专业的电磁场仿真软件，广泛应用于微波、射频和毫米波领域。
本文将介绍一项基于HFSS的仿真实验报告，以展示该软件在电磁场仿真方面的应用和效果。
实验目的：本次实验旨在利用HFSS软件对一个微波天线的性能进行仿真分析，包括天线的辐射特性、频率响应和波束形成等方面的性能。
实验步骤：1. 绘制天线的三维模型：首先利用HFSS软件绘制出所要仿真的微波天线的三维模型，包括天线的几何结构、材料属性等。
2. 设置仿真参数：设定仿真的频率范围、网格密度等参数，以确保仿真结果的准确性。
3. 运行仿真：将绘制好的天线模型导入HFSS软件中，进行电磁场的仿真计算。
4. 分析仿真结果：根据仿真结果，分析天线的辐射特性、频率响应等性能指标，并对天线的性能进行优化。
实验结果：通过HFSS软件的仿真计算，得到了微波天线在不同频率下的辐射图案、增益、方向图等性能指标。
同时，还对天线的几何结构进行了优化设计，进一步提高了天线的性能。
结论：本次实验充分展示了HFSS软件在电磁场仿真方面的强大功能，能够准确、高效地分析微波天线的性能。
通过HFSS的仿真实验，可以为天线设计和优化提供重要的参考和指导，有助于提高天线的性能和可靠性。
总结：HFSS仿真实验报告展示了该软件在电磁场仿真方面的应用优势，为微波、射频和毫米波领域的工程师和研究人员提供了重要的工具和支持。
相信在未来的发展中，HFSS软件将继续发挥重要作用，推动电磁场仿真技术的进步和应用。
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实验11 波导腔体内场分析建立一个T型波导模型，利用HFSS软件求解、分析，观察T型波导的场分布情况。
设计步骤：一、创建工程和设计第1步：打开HFSS并保存新工程运行HFSS软件后，自动创建一个新工程：Project1的新工程和名称为HFSSDesign1的新设计。
由主菜单选File/Save as，保存在USER（E：）盘自建文件夹内，命名为Ex11_Tee。
在工程树中选择HFSS Design1，点击右键，选择Rename项，将设计命名为TeeModel。
第2步：选择求解类型由主菜单选HFSS/Solution Type，在弹出对话窗选择Driven Modal项。
第3步：设置单位由主菜单选3D Modeler/Units，在Set Model Units 对话窗中选择in项。
二、创建模型第一步：创建长方体绘制一个长方体：由主菜单选Draw/Box：按下Tab键切换到参数设置区（在工作区的右下角），设置长方体的基坐标（x，y，z）为（0，-0.45,0），数据输入时用Tab键左右移动，按下Enter键确认后，输入长方体的长和宽（dx，dy，dz）为（2，0.9，0）再按下Enter键确认，输入高度（0，0，0.4），按Enter键确认。
注意：在设置未全部完成时不要在绘图区中点击鼠标！定义长方体属性：设置完几何尺寸后，自动弹出该长方体的属性对话框。
选择Attribute 标签页，讲Name项改为Tee，Material项保持为Vacuum不变，点击Transparent项的数值条，在弹出的窗口移动滑条使其值为0.4，提高透明度。
设置完毕后，按下Ctrl+D键，将长方体适中显示，如图1a所示。
定义波形端口：按下F键切换到面选择状态，选中长方体平行于yz面、x=2的平面，再点右键，选择Assign Excitation/Wave Port项，弹出Wave Port界面，输入名称Port1，点Next；点击Integration Line项选择New Line，则提示绘制端口，在绘图区该面的下边缘中部即（2,0,0）处点左键，确定端口起始点，再选上边缘中部即（2,0,0.4）处，作为端口终点。
此时，弹出Wave Port对话窗，默认设置，点Next，点Finish结束，在工程树中选Teemodel/Excitations/Port1项，可选中该端口，如图1 b所示。
图1a 图1b提示：按下Alt键的同时，点左键移动鼠标可以旋转模型。
按下Shift键的同时，点左键移动鼠标可以移动模型。
同时按下Alt、Shift键，点左键移动鼠标可以放大、缩小模型。
第2步：复制长方体设置复制参数：由主菜单选Tools/Options/HFSS Options，在弹出对话窗的General页，勾选Duplicate boundaries with geometry项，确定。
复制长方体以创建第2部分：展开绘画历史树的Model/vacuum/Tee节点，右键点击Tee项，选择Edit/Duplicate/Around Axis，在弹出对话窗的Axis项选择Z，在Angel项输入90deg，在total Number项输入2，点OK。
则复制、添加一个长方体，默认名为Tee_1，与Z轴成90度夹角。
按下Ctrl+D键，适中显示，如图2所示。
复制长方体以创建第3部分：重复以上步骤，在Angel项输入-90，则添加第3个长方体，默认名Tee_2，即Tee沿Z轴顺时针旋转90度复制而成，如图3所示。
图2 图3第3步：组合长方体检查设置：由主菜单选Tools/Options/3D Modeler Options，在弹出对话窗的Operation 页，确定Clone tool objects before uniting项清空不选。
组合：按下O键切换到物体选择状态。
选中第一个长方体，按下Ctrl键的同时选中第2、第3个长方体，由主菜单选3D Modeler/Boolean/Unite，则将3个长方体组合在一起，形成一个T型接头。
如图4所示。
图4第4步：创建间隔绘制长方体：由主菜单选Draw/Box，在绘图区任选一个基准点，在XY平面展开成长方形，点左键确定，再沿Z轴展开成长方体，点左键确定，完成后弹出属性对话窗。
确定位置参数：在属性对话窗的Command页，在Position项输入-0.45in，offset-0.05in，0in（注意：由于还没有定义offset变量，数据输入时要带上单位in），按下Enter 键，则弹出Add Variable对话窗，在Value项输入0in，点击OK，回到属性对话窗。
调整长方体尺寸：仍然在Command页，在Xsize项输入0.45，Ysize项输入0.1，Zsize 项输入0.4.命名：在属性对话窗Attribute标签页，在Name栏输入Septum，其他不变，点确定完成。
则添加一个小长方体，作为间隔，如图5所示。
由T型接头中减去间隔：在历史书中选中Tee项，按下Ctrl键的同时在选中Septum 项，由主菜单选3D Modeler/Boolean/Subtract，在弹出对话窗中，确定Tee在Blank Parts列，Septum在Tool Parts列（即将间隔从T型接头中去掉），确定Clone tool objects before subtracting项清空不选，点OK完成。
最终的结构如图6所示。
图5 图6三、建立并求解第1步：添加求解设置在工程树中，找到TeeModel/Analysis节点，点右键。
选择Add Solution Setup，弹出对话窗。
在General标签页的Solution项输入10，默认单位为GHZ，在Adaptive Solutions的Maximum Number of Passes项设为3，其他不变，点确定。
则在Analysis节点下添加一个求解设置项，默认名为Setup1.添加频率扫描：在工程树中的Setup1项点右键，选择Add Sweep，在弹出对话窗中选择Interpolating项，其具体设置默认不变：在Type栏选择Linear Step，定义频率范围为：8-10GHZ，阶长0.05GHZ，点OK完成。
则在Setup1节点下增加一个频率扫描项，默认名为Sweep1.第2步：确认设计由主菜单选HFSS/Validation Check，则弹出确认检查窗口。
对设计进行确认。
全部完成且没有错误时，点Close结束。
第3步：分析由主菜单选HFSS/Analyze，对设计的模型进行三维场分析求解。
求解全部完成后，在信息管理区会出现确定信息。
第4步：移动间隔的位置在工程树的TeeModel项上点右键，选择Design Properties项。
在弹出对话窗的Local Variables标签页中选择Value项，在Offset参数的Value框输入0.2（即Offset变量的值为0.2），点确定完成。
则在绘图窗更新几何尺寸，如图7所示。
图7第5步：重新分析在工程树的Analysis项点右键，选择Analyze，重新进行3D场分析求解。
四比较结果第一步：创建一个S参数的矩形曲线图创建结果图：在工程树中的Results项上点右键，选择Create Report。
在弹出对话窗的Report Type列选择Modal S Parameters。
在Display Type列选择Rectangular Plot。
点OK完成，则弹出Traces对话窗。
设置曲线：选中对话窗中部的Y标签页，在Category列选择S parameter，在Quantity 列，按下Ctrl键的同时，选择S（Port1，Port1）、S（port1，port2）、S（port1，port3）项，在Function列选择mag。
在X标签页，选择Use Primary Sweep项。
在Sweeps标签页，选择Sweep Design and Project variable values，其它默认，点Add Trace，则在上方加入S11、S12、S13参数曲线，点Done完成。
则在工程树的Results项下加入该图表项，默认名为XY Plot1，在右侧窗口的矩形图中显示不同间隔的S参数曲线，结果如图8所示。
图8第2步:创建一个场覆盖图定义间隔的位置：确定Property窗口已经打开，否则由主菜单选择View/Property 窗口。
在工程树中选择TeeModel项，则在工程树下方出现Variables标签页，在Offset 变量的Value栏输入：0.定义场分布：双击工程树中TeeModel项，返回绘图区点右键，选择Select Faces 项，再点左键选择T型接头的上表面。
由主菜单选择HFSS/Fields/Plot Fields/Mag_E,在弹出对话窗的Solution项选择Mag_E1，在T型接头的上表面显示场分布情况，如图9所示。
修改三维场的绘制属性：在工程树中选择Field Overlays/E Field节点，点右键选择Modify Attributes，则出现属性对话框，可以设置场的显示类型、数量等参数。
第3步：动态演示场覆盖图在工程树的Mag_E1上点右键，选择Animate。
在弹出对话窗的Swept Variable标签页，在Swept Variable列选择Phase。
定义范围：0-160deg，阶长8，点击OK完成。
在出现Animation对话窗，可以控制演示的进程，包括开始、停止、演示速度、帧顺序等。
注意观察场分布的情况，重点比较2、3端口的场分布差异。
停止演示。
定义间隔位置并重新演示：在工程树中选择TeeModel项，在Property窗口的Variables标签页中，在Offset变量的Value栏输入：0.2.重新演示，注意观察此时2、3端口的场分布差异，并比较场分布情况和前一个演示有何不同，停止演示。
图9第4步:保存并退出HFSS由主菜单或工具栏选择Save，保存该工程。
由主菜单选File/Clone,关闭工程。
由主菜单选File/Exit，退出HFSS软件。
实验12 波导腔体内场优化利用HFSS软件，对T型波导的间隔位置进行优化，使得第3端口的输出功率是第端口输出功率的2倍。
测量各端口的输出功率，观察T型波导的场分布情况。
记录最终的结果：间隔位置，2、3端口的输出功率。
设计步骤：一、创建优化工程第1步：重新命名并保存工程由主菜单选File/Open，打开实验11所创建的Ex11_Tee.hfss文件。
由主菜单选File/Save as，保存在USER（E：）盘自建文件夹内，命名为Ex12_OptimTee.hfss。