HFSS波导仿真实验报告参考模板剖析
波导仿真设计实验报告
一、实验背景与目的随着微波技术、通信技术和雷达技术的发展，波导作为一种重要的微波传输线，其设计优化对于提高微波系统的性能具有重要意义。
本实验旨在通过电磁场仿真软件HFSS，对矩形波导进行仿真设计，分析其传输特性，并对其进行优化，以达到提高传输效率和降低损耗的目的。
二、实验内容与方法1. 实验内容本实验主要包括以下内容：（1）建立矩形波导的几何模型；（2）设置仿真参数，包括介质材料、边界条件等；（3）进行仿真计算，得到波导的传输特性；（4）分析仿真结果，优化波导设计。
2. 实验方法（1）使用HFSS软件建立矩形波导的几何模型；（2）设置仿真参数，包括介质材料、边界条件等；（3）选择合适的仿真求解器，进行仿真计算；（4）分析仿真结果，包括传输线特性、损耗、阻抗匹配等；（5）根据仿真结果，对波导设计进行优化。
三、实验步骤1. 建立矩形波导的几何模型使用HFSS软件，根据设计要求，建立矩形波导的几何模型。
首先，设置波导的尺寸参数，包括内径、外径、高度等。
然后，定义波导的介质材料，如空气、介质板等。
2. 设置仿真参数设置仿真参数，包括介质材料、边界条件等。
例如，设置波导的介质材料为空气，边界条件为完美电导体（PEC）。
3. 进行仿真计算选择合适的仿真求解器，进行仿真计算。
本实验采用时域求解器，设置仿真频率范围为1GHz～20GHz。
4. 分析仿真结果分析仿真结果，包括传输线特性、损耗、阻抗匹配等。
通过分析仿真结果，了解波导的传输特性，并对波导设计进行优化。
5. 优化波导设计根据仿真结果，对波导设计进行优化。
例如，调整波导的尺寸参数、介质材料等，以降低损耗、提高传输效率。
四、实验结果与分析1. 传输特性仿真结果表明，矩形波导在1GHz～20GHz的频率范围内具有良好的传输特性。
在频率较低时，波导的传输损耗较小；在频率较高时，波导的传输损耗较大。
2. 损耗通过分析仿真结果，发现波导的损耗主要由介质损耗和辐射损耗组成。
HFSS波导仿真 实验
详细的计算方式见下页。
第三十二页，共33页。
谢谢
第三十三页，共33页。
第八页，共33页。
矩形波导TE10模的电磁场分布
TE10 模， Ez 0 。
Hz
H10
cos x e z
a
Ey
j
kc2
a
H10
sin
x
a
e
z
Hx
kc2
a
H10
sin
x
a
e
z
Ex Ez H y 0
其中，kc10
a
，
j
，而
k2
k2 c10
k2 ( / a)2 ，H10 是与激励源
有关的待定常数。
HFSS波导仿真 实验
第一页，共33页。
基于HFSS的金属波导电磁特性仿真实验
实验目的
• 了解HFSS仿真的基本原理、操作步骤 • 会利用HFSS对金属波导的导波特性进行仿真
• 画出波导内模式的电磁场分布，
• 理解波导中的模式、单模传输、色散与截止频率
第二页，共33页。
基于HFSS的金属波导电磁特性仿真实验
新建工程
设置求解类型
设计模型
设置材料类型
设置边界条件
设置端口激励
求解设置： 求解频率，扫频设置
剖分细化网格
否
是
扫频分析
求解
结果是否收敛 是
是否需要扫频
否
数据后处理：
查看参数，场分布等
第六页，共33页。
计算结果，项目的后处理
HFSS界面
第七页，共33页。
矩形波导示意图
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。
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。
电磁场HFSS实验报告【范本模板】
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、HFSS15。
0 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0。
8。
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（2,0,0.4）处，作为端口终点。
HFSS仿真实验报告样例
.《微波技术与天线》HFSS仿真实验报告实验二印刷偶极子天线设计专业通信工程年级2011 级姓名毛佳雯学号1116428042指导老师评分一、仿真实验内容和目的使用HFSS设计一个中心频率为 2.45GHz的采用微带巴伦馈线的印刷偶极子天线，并通过HFSS软件Opitmetrics模块的参数扫描分析功能对印刷偶极子天线的一些重要结构参数进行参数扫描分析，分析这些参数对天线性能的影响。
二、设计模型简介整个天线分为5个部分，即介质层，偶极子天线臂，微带巴伦线，微带传输线，见图1。
天线各部分结构尺寸的初始值见表1。
图1印刷偶极子天线结构图（顶视图）。
表1印刷偶极子天线关键结构尺寸初始值。
批注[y1]:实际报告撰写中，表格应手动编制，不允许直接截图。
三、建模和仿真步骤1、新建 HFSS 工程，添加新设计，设置求解类型：Driven Modal。
2、创建介质层。
创建长方体，名称设为 Substrate，材质为 FR4_epoxy,颜色为深绿色，透明度为0.6。
3、创建上层金属部分1）创建上层金属片，建立矩形面，名称 Top_Patch,颜色铜黄色。
2）创建偶极子位于介质层上表面的一个臂。
画矩形面，名称 Dip_Patch,颜色铜黄色。
3）创建三角形斜切角，创建一个三角形面，把由矩形面 Top_Patch 和 Dip_Patch 组成的90 折线连接起来。
4）合并生成完整的金属片模型。
4、创建下表面金属片1）创建下表面传输线 Top_patch_1。
2）创建矩形面 Rectangle1。
3）创建三角形 polyline2。
4）镜像复制生成左侧的三角形和矩形面此步完成后得到即得到印刷偶极子天线三维仿真模型如图2所示。
5、设置边界条件1）分配理想导体。
2）设置辐射边界条件，材质设为 air。
6、设置激励方式：在天线的输入端口创建一个矩形面最为馈电面，设置该馈电面的激励方式为集总端口激励，端口阻抗为50欧姆。
7、求解设置：求解频率（Solution Frequency）为 2.45GHz，自适应网格最大迭代次数（Maximum Number of Passes）：20，收敛误差（Maximum Delta S）为 0.02。
微波专业技术与天线实验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。
x yz图 1矩形波导1） TE 模，0=z E 。
coscos z z mn m x n y H H e a b γππ-= 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 b γωμπππ-=-2sin cos z x mn c m m x n y H H e k a a bγλπππ-= 2cos sin z y mn c n m x n y H H e k ba b γλπππ-= 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mn TE 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仿真实验报告样例
《微波技术与天线》HFSS仿真实验报告实验二印刷偶极子天线设计专业通信工程年级2011 级姓名毛佳雯学号1116428042指导老师评分一、仿真实验内容和目的使用HFSS设计一个中心频率为 2.45GHz的采用微带巴伦馈线的印刷偶极子天线，并通过HFSS软件Opitmetrics模块的参数扫描分析功能对印刷偶极子天线的一些重要结构参数进行参数扫描分析，分析这些参数对天线性能的影响。
二、设计模型简介整个天线分为5个部分，即介质层，偶极子天线臂，微带巴伦线，微带传输线，见图1。
天线各部分结构尺寸的初始值见表1。
图1印刷偶极子天线结构图（顶视图）。
表1印刷偶极子天线关键结构尺寸初始值。
批注[y1]:实际报告撰写中，表格应手动编制，不允许直接截图。
三、建模和仿真步骤1、新建 HFSS 工程，添加新设计，设置求解类型：Driven Modal。
2、创建介质层。
创建长方体，名称设为 Substrate，材质为 FR4_epoxy,颜色为深绿色，透明度为0.6。
3、创建上层金属部分1）创建上层金属片，建立矩形面，名称 Top_Patch,颜色铜黄色。
2）创建偶极子位于介质层上表面的一个臂。
画矩形面，名称 Dip_Patch,颜色铜黄色。
3）创建三角形斜切角，创建一个三角形面，把由矩形面 Top_Patch 和 Dip_Patch 组成的90 折线连接起来。
4）合并生成完整的金属片模型。
4、创建下表面金属片1）创建下表面传输线 Top_patch_1。
2）创建矩形面 Rectangle1。
3）创建三角形 polyline2。
4）镜像复制生成左侧的三角形和矩形面此步完成后得到即得到印刷偶极子天线三维仿真模型如图2所示。
5、设置边界条件1）分配理想导体。
2）设置辐射边界条件，材质设为 air。
6、设置激励方式：在天线的输入端口创建一个矩形面最为馈电面，设置该馈电面的激励方式为集总端口激励，端口阻抗为50欧姆。
7、求解设置：求解频率（Solution Frequency）为 2.45GHz，自适应网格最大迭代次数（Maximum Number of Passes）：20，收敛误差（Maximum Delta S）为 0.02。
HFSS波导仿真实验
场方程，波方程的求解过程
求解
结果是否收敛 是
设置材料类型 设置边界条件 设置端口激励
扫频分析
是否需要扫频
否 数据后处理： 查看参数，场分布等
求解设置： 求解频率，扫频设置
计算结果，项目的后处理
HFSS界面
矩形波导示意图
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。
矩形波导TE10模的电磁场分布
W Re( P)n dS 。
S
详细的计算方式见下页。
HFSS设计流程
场计算器的使用见下图，计算结果为：Scalar data "0.996123636175494" 9.9612363617549371e-001（输入功率为 1W） ，若为负数，则可能是坡印亭矢量与选择面的 法向量反向平行。
图11 Perfect E边界条件设置
HFSS设计流程
4、激励源 wave port 设置 1）选中波导的一个端口面（垂直于 z 轴的平面） 。 2）点击 HFSS>Excitations>Assign>Wave port ，或者点击鼠标右键>assign excitation>wave port（如图 12） 。 3）另外一个端口面执行同样的操作。
HFSS设计流程
2、画长方体，材料为空气，命名为 waveguide 1）画长方体 点击工具栏中的 （Draw box）画矩形波导的长方体模型，在屏幕右
下角出现长方体顶点信息，输入顶点坐标如图 5，按回车键；屏幕右下角 出现长方体尺寸信息，输入如图 6，按回车键结束画图过程。
HFSS设计流程
在屏幕右侧窗口显示画出的长方体；点击工具 ，将长方体全部 显示在窗口中（如图 7） 。 2）设置长方体属性 在屏幕中间模型列表中的 Box1 为画出的长方体 （如图 7） ， 双击 Box1， 在其出现的 Propoties:Project1 窗口中，将 Name 一栏的 value 由 Box1 改为 waveguide，材料选择为 air，透明度设置为 1。
HFSS仿真实验报告样例
〈〈微波技术与天线》HFSS仿真实验报告实验二印刷偶极子天线设计一、仿真实验内容和目的使用HFSS设计一个中心频率为2.45GHz的采用微带巴伦馈线的印刷偶极子天线, 并通过HFSS 软件Opitmetrics模块的参数扫描分析功能对印刷偶极子天线的一些3!要结构参数进行参数扫描分析，分析这些参数对天线性能的影响。
二、设计模型简介整个天线分为5个部分，即介质层，偶极于天线臂，微带巴伦线，微带传输线，见三、建模和仿真步骤1、新建HFSSC程，添加新设计，设置求解类型：Driven Modal。
2、创建介质层。
创建长方体，名称设为Substrate,材质为FR4_epoxy颜色为深绿色，透明度为0.6。
3、创建上层金属部分1）创建上层金属片，建立矩形面，名称Top_Patch颜色铜黄色。
2）创建偶极子位于介质层上表面的一个臂。
画矩形面，名称Dip_Patch,颜色铜黄色。
3）创建三角形斜切角，创建一个三角形面，把由矩形面Top_Patch和Dip_Patch组成的90折线连接起来。
4）合并生成完整的金属片模型。
4、创建下表面金属片■I批注[y1]:实际报告撰写中，表格应手动编制，不允许直接截图。
1）创建下表面传输线Top_patch_1。
2）创建矩形面Rectangle1。
3）创建三角形polyline2。
4）镜像复制生成左侧的三角形和矩形面此步完成后得到即得到印刷偶极子天线三维仿真模型如图2所示。
5、设置边界条件1）分配理想导体。
2）设置辐射边界条件，材质设为air。
6、设置激励方式：在天线的输入端口创建一个矩形面最为馈电面，设置该馈电面的激励方式为集总端口激励，端口阻抗为50欧姆。
7、求解设置：求解频率（Solution Frequency）为2.45GHz自适应网格最大迭代次数（Maximum Number of Passes） : 20,收敛误差（Maximum Delta S）为0.02。
南昌大学HFSS工程应用仿真实验报告：1~8
《工程电磁场数值计算与仿真》实验报告学院：信息工程系：电子信息工程专业：通信工程班级：通信133班学号：6102213930学生姓名：陈佳日期：2016.06.16实验一交叉耦合滤波器设计与仿真一、设计指标要求：中心频率：910MHz 带宽：40MHz 带内反射：< 20dB带外抑制：在MHz 处>20dB此滤波器通过三腔微带结构(环形谐振器)实现。
选用介质板的相对介电常数为εr =1.8，厚度为h =1.27mm 。
腔体为半波长方腔结构，腔间耦合程度通过腔间距离来控制，使得滤波器谐振频率在910MHz 。
最终获得反射系数和参数系数曲线的仿真结果。
二、实验设备：PC 机、HFSS 仿真软件。
三、设计原理：具有带外有限传输零点的滤波器，常常采用谐振腔多耦合的形式实现。
这种形式的特点是在谐振腔级联的基础上，非相邻腔之间可以相互耦合，即”交叉耦合”甚至可以采用源与负载也与谐振腔耦合，以及源与负载之间的耦合。
HFSS 仿真实现对滤波器贴片和馈电的建模，然后介绍端口和边界的设置，最后生成了反射系数和传输系数曲线的仿真结果。
滤波器采用三腔微带环形滤波器，其耦合矩阵为：0.30374 1.282050.435231.282050.213091.282050.43523 1.282050.30764M ⎡⎤⎢⎥⎢⎥=-⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦四、设计仿真步骤：（1）建立新的工程为了方便建立模型，在Tool>Options>HFSS Options 中将Duplicate boundaries withgeometry 复选框选中。
（2）设置求解类型在菜单栏中点击HFSS>SolutionType>Driven Model>OK. （3）设置模型单位在菜单栏中点击Modeler>Units>mm. （4）建立滤波器模型 建立介质基片1） 在菜单栏中点击Draw>Box 或者在工具栏中点击按钮。
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。
微波技术与天线仿真实验报告
《微波技术与天线》HFSS仿真实验报告实验二H面T型波导分支器设计一．仿真实验内容和目的使用HFSS设计一个带有隔片的H面T型波导分支器，首先分析隔片位于T型波导正中央，在8~10GHz的工作频段内，波导输入输出端口的S参数随频率变化的关系曲线以及10GHz 时波导表面的电场分布；然后通过参数扫描分析以及优化设计功能分析在10GHz处输入输出端口的S参数随着隔片位置变化而变化的关系曲线；最后利用HFSS优化设计功能找出端口三输出功率是端口二输出功率两倍时隔片所在位置。
二．设计模型简介整个H面T型波导分为两个部分：T型波导模型，隔片。
见图1。
图1三．建模和仿真步骤1.运行HFSS并新建工程，把工程另存为Tee.hfss。
2.选择求解类型：主菜单HFSS→solution type→driven modal，设置求解类型为模式驱动。
3.设置长度单位：主菜单modeler→units→in，设置默认长度单位为英寸。
4.创建长方体模型1）从主菜单选择draw→box，进入创建长方体模型的工作状态，移动鼠标到HFSS工作界面的右下角状态栏，在状态栏输入长方体的起始点坐标为（0，-0.45,0），按下回车键确认之后在状态栏输入长方体的长宽高分别为2,0.9，0.4。
2）再次按下回车键之后，在新建长方体的属性对话框修改物体的位置，尺寸，名称，材料和透明度等属性。
在attribute选项卡中将长方体名称项（name）修改为Tee，材料属性（material）保持为真空（vacuum）不变，透明度（transparent）设置为0.4。
3）设置端口激励4）复制长方体第二个和第三个臂5）合并长方体5.创建隔片1）创建一个长方体并设置位置和尺寸2）执行相减操作上诉步骤完成后即可得到H面T型波导的三维仿真模型图如图2所示图26.分析求解设置1）添加求解设置：在工程管理窗口中展开工程并选中analyse节点，单击右键，在弹出的快捷菜单中选择add solution type并设置相关参数，完成后工程管理窗口的analyse节点下会添加一个名称为setup1的求解设置项2）添加扫频设置：在工程管理窗口中展开analysis节点，右键单击前面添加的setup1求解设置项，在弹出菜单中单击add frequency sweep，并设置sweep name，sweep type，等表13）设计检查7.运行仿真分析：HFSS→analyze all四．仿真结果分析1.图形化显示S参数计算结果图3为S11，S12，S13幅度随着频率变化的曲线。
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《电磁场与电磁波》课程
仿真实验报告
学号U201213977
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TE 11，11
1111','=1.841
22c
c k p f a p a 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。
4..4传输曲线图
图形分析：由于所取的频率区间较窄（9——35GHz），所以传输特性曲线中只有两个吸收峰。
第一个吸收峰之前的无衰减传输（0dB）对应的是单模传输，也即主模传输，TE11模式。
根据上网查阅的一些资料，我了解了为什么TE11模式是圆波导的主模，而且其对应的就是截止频率。
只有高于截止频率频率的波才能在波导中无衰减传输。
第一个吸收峰以后的无衰减传输都是多模传输。
4..5色散曲线图
图形分析：根据课本上对色散知识的介绍，我们知道色散发生的本质原因是介电常数和磁导率会随频率的变化而变化。
当电磁波传播频率高于截止频率时，在色散介质中传播的波的波数是一个复数，由课本（9.169）式可知，其虚部的大小随频率的增大而增大，与仿真结果图的趋势一致。
4.6功率计算结果
结果分析：坡印廷矢量是单位时间内电磁场通过单位表面积向外传递的能量。
仿真时选取的是垂直于z轴的xy平面，由于输入功率是1，仿真结果在误差范围内也可认为功率计算结果与输入功率相等，能量守恒定律得到验证。
误差可能来源与仿真计算时的误差，还与设置的迭代次数与步长有关。
5.实验小结
这次上机实验我有以下几个方面的感触：
第一，通过这次实验我学会使用了HFSS这一仿真软件。
虽然之前在一个创新团队中接触过HFSS来做智能吸波方面的仿真，但那都只是用MATLAB来编程调用HFSS进行计算，并没有真正去使用、去开发HFSS更多强大的功能。
所以这次实验让我又学会了一种专业软件，对以后读研、工作等方面都很有帮助。
第二，老师之所以让我们做这次仿真实验，说明波导、截止频率还有主模传
输这些概念在实际应用，尤其是通信方面，有很重要的应用。
利用这次机会，我
在网上查阅了关于圆波导的一些资料，自学了许多东西。
比如圆波导中TE波的解，以及为什么TE11模式是主模，
第三，就是在仿真时要注意一些细节问题，比如在计算时需要注意软件提示
的收敛问题，只有当计算是收敛时结果才是有意义的。
第四，让我对书上波导部分的内容有了直观上的认识，而不单纯是抽象的理
论知识，是理论在实践中的一次很好应用。
另一方面，通过此次实验我也了解到了一些圆波导的实际应用。
比如应用圆波导中模的场分布与矩形波导的模的场分
布很相似这一点，可以在工程上通过矩形波导的横截面逐渐过渡变为圆波导，从而构成方圆波导变换器等。
图形如下所示。