HFSS例一：波导腔体分析
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。
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，观察分布情T 型波导的场况。
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：O 1 2(H)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F Ffeld(V1.7Z I Ie5,, 9 i r11∣≡釘77½Heι0ajZ. 37S3e +□BΞ:Z, IElBe+0EK1. eω7β⅜ma1. TBUMBanIL莊即亡"虚泊JL 3E7≡e→00Ξ:i. Lfr⅛Gf +B3Ξ!几沪帥的?S . g*⅞BΞe+□G3∑5. ⅛L55e÷a32I-鸟H 吉7<≡1 IMi2 .∣∏j第3步：动态演示场覆盖图分别定义场间隔位置为O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Odeg 〜160deg 步进为20deg 如下面依次显示=t.3T55√-⅛K ,ι≡∣ 乙 te36⅞ιW3 Z I EΞ17^-H 2!Γ3 Z. 3西兀蛇IFIm 2. I l B I l j 6S≈^⅛⅛5 1. W?■阳亡→ct ∣? 1. ZL5a≡-⅛⅛3 l.l ⅛-H ⅛≡-<⅛? J•乳忙阳iMX>2 3s 3f3U ⅛CΞ ⅛, 219L 4⅛-÷SC ∣Ξ 2. LC972 ∏.W30-⅛4θM1 !5Γ55⅛*ea5 j 3.1I Z 95S6t∙G351 2 肌2C∙∙23I < 5H7ε*ea5■ 2 3"畑3 =-2.lM7e∙ΘO5I l a)e7‰∙ea> >1 W78e∣835 F i∙+7ββe*ea5 12658ete∂31 os⅜9∙∙ml.4M16e∙0aZ i.339ie∙MZi*∙2O219He«Gd；I : 1O∙J^H∙<12F Πe1⅛ΓV.per.t∙3. 3TS5ff*ea33. IWetm2 ⅞S3Ge∙0∂92τl*Z6e*oa32.ςM7e<βaa2. 3^37e*ea32. l∂97e*0∂3IMe7e«QU1 ∞76c*∞∂1 ∙÷7GeetO∂3」2β5仏∙U33I 85⅜9>Φ0e38 ⅛JΘ6fCa2 e329ie*C92・ 219⅛≡*Q322.1M7««Q02 eD∂Xt*eaaL FleH[V.pβr.m3.375Sc∙∞3 3lβ*βe∙<Λ3 29556v∙Ce92.7<δc√Λ3 :U・ E2.92θ7e*GΘ9 2Jiewce 9 1 0537∙<C3X.6B75e∙∞3 1M753e∙Cβ31.2e53e∙∞3 1C5-9v∙∞3e.MMto<e02e.3Z9ie∙εe2⅛.21^e*∞22.ιe97β<eβ2 eBeoM∙ewE Fi∙¼[Y.per.a沢3755"胞 3 !16⅜6e*0ftS2.9536e∙0a3∙ 7∙E∙m2. S317e<β33 2・ 320T"M32. lO97ewβJ1 9wre∙ea3 16976c ∙0∂9 i⅛T6ee*ea31 2856e*eaj 1ΘS⅜9c∙0∂3筠B∙∙Q02E32SH∙∙BP2 >4.219⅛e*eθ2 a.i99?««ee2 eoax¾*c∂D2 On)■31.3. 1⅜⅜B⅞÷H<I32, 7⅛26f+β⅛⅞-3≡.5¾7e*033i. 3207≡÷t!J3I I IOT7t *00 5I 1 m7ħ*Q9!∣I s⅛7se⅜fla31 ⅛76Se*0□3i- ^⅛0et0⅛3-3i 0SH5r⅛y∏-∣i I tlnelc t∏A^6, 3751F+03Z4.2i⅞>te+Qa22. lΠ*a7efEΠ2I E M4X>τ-+Uc∣y- 9.375b*M9⅞. lβ⅛C⅞÷M9g 用沁+0酩M 7⅛2et+O03Σ. 5117f+EM3I 2. ia07<tΛ∏3 I Zi⅞⅛7⅞Φ⅛P⅛5 i.E⅛SΠ⅛+⅛031. e⅛7⅞t+a^1. ⅝7βfrr4iB9I I2⅞5^F+F∣13110■訥⅛E40⅛3ε. U aHE E+EMΣ £.佃丄雹屮址⅜i21⅞⅝⅞+00S2. ia⅞7-e+∂∂2c∣.e⅛⅛E+⅛⅛s∏间隔距离为0.2时:从Odeg〜16Qdeg步进为20deg如下面依次显示■■311 F00∣5-^0P3乙ge2≡⅛4OT∣s2. 76JB«4i®3I 283-¾e≡-H3e3Z… LTZSe -HZE 311. ⅛y^0e,M⅛3‰777Se⅛β31. 3^5s-⅛G31. Lt5Bi-nΞCi3a.e75i≡√5c∙2r i,ια∣i⅝4Θε>z■E Fifflι∣Γ⅛-PEr-IIOI 2 on?E FieHrV.pβr,m-ι∙w・e®32.962Sβ∙39 27650«・GO3Z5675C*W3 2 3苗业•凶 2 21725e∙ce31.9?S0v«M9 IWSdfiS 1 5:00c∙∞31.3fi25c∙ee31.18S0e*G89 S8751v<e2 fQA016∙Γe2S.9Σ50e∙∞2395O□e*W21.9^50e∙CT2 COOnOe・£»oE FlBl(I[VβpBΓ.n1ΛWWJ3Oe2$ AKw7Kee*(B3 ”：3疋B"旳 3U2SA 回 397<βe*OD37775 Ct «3⅞α*ce*a3338Z5C53 久四"∂3?07Sle<D32 心心妙97See^aa?9^Ce*M297SOe4a32ULLoe<∙Uk>JE Ficl<ΓV.per.ι∙RIe^ea?2∙9β25503 2.76∞e∙0βJ2.5675e∙Ra3 237∂3e «0332. lT2Bewa31 SU"I 7775∙fθas1 5a∞<*C∂3 13∂25M33 1 丄MSCi23S 0751c∙C927√WM■驱皐92≈S08Z-f w1 9EM02 fiUflΛ9e∙0O00 1 2(in)O2甌站∙>∞3 2.7⅛50≠√K ⅛2.507Ξffi3032dτe昭询Ei2 L^Sfl ⅛U⅛1∣750⅛-α:?1.7775<r^≡i1.5300⅛-H3C31.3ftSSβ^αB91 ι∣B5a<^c>sβ-e75iτ⅞κT ⅞G01eιGO2⅛⅛25E∣≡-⅛JUL LS ¾5Ce s^C21 9秸如也垃Q驱聪畑02 (∣∏E FiBIdrWβr pιrjι3,1 屈0和€1Tlm2, e∣⅛-25⅛4OT i∣S 乙7B5θ⅛40pi3Z, 3π3Br-H3Γ3z, ι≡r E5¾⅛na1. 57IiQ±-⅛fc∣J1. 7TJ,5C^∞iJ]l5H3ia^≡⅛τ-51, W5e-tflβ3⅛.Lt5Q≡-⅛⅛ι3≡l.θ⅛l≡⅛tz⅛7. ⅞OI1∣-Φ25i⅞i.5Θe⅛⅛i≥3. ⅞5G0i⅛CιΞ 九『他=r赵2 θ.era0⅛4OT32 till：'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。
实验一：T型波导内部仿真场分析与优化
实验一：T型波导内部仿真场分析与优化实验目的:理解和分析T型波导分支内部电磁场分布及优化方法。
实验内容：1.建立一个T型波导模型，利用HSFF软件求解，分析，观察T型导波的场分布情况。
2.使用HFSS进行T型波导功分器的优化设计实现，进行参数分析扫描，利用HFSS的优化设计功能实现3端口输出功率为2端口输出功率的2倍、3倍。
然后用重新设计端口激励端，使端口端2为激励端，端口3的输出为端口1的2倍。
实验原理：T型波导功分器又叫T型波导分支器，它能将波导能量从主波导中分路接出，它是微波功率分配器件的一种。
此次设计H面T型分支，使得从1端口输入的功率可以平均的分配给端口2、3，使得2、3端口的TE10波为等幅同向。
同时，通过设置隔片改变各端口的功率分配。
进行扫频设置，观察S参数曲线和电场分布。
实验步骤及结果：一、新建工程设置1．运行HFSS并新建工程双击桌面上的HFSS快捷方式，启动HFSS软件。
HFSS启动后，会自动创建一个默认名称为Project1的新工程和名称为HFSSDesign1的新设计。
从主菜单栏选择命令【File】→【SaveAs】，把工程文件另存为Tee.hfss。
然后右键单击HFSSDesign1，从弹出菜单中选择【Rename】命令项，把设计文件HFSSDesign1重新命名为TeeModal。
2．选择求解类型从主菜单栏选择【HFSS】→【SolutionType】，打开SolutionType对话框，选中DrivenModal单选按钮，单击OK按钮。
3．设置长度单位从主菜单栏选择【Modeler】→【Units】，打开SetModelUnits对话框，选择英寸（in）单位，单击OK按钮。
此时，设置了建模时的默认长度单位，即英寸。
二：创建T形波导模型1．创建长方体（1）从主菜单栏选择【Tools】→【Options】→【ModelerOptions】，打开3DModelerOptions对话框，选择Drawing选项卡，确认选中EditPropertiesofnewprimitives复选框，然后单击确定按钮。
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谐振腔体实例分析
HFSS谐振腔体实例分析
HFSS设计概述
HFSS设计步骤和设计流程
1.改名：工程名：Resonator；设计名：Cavity
2.修改模式：本征模求解模式
3.修改单位：mm
4.创建谐振腔模型4.1创建圆柱体
4.2修改属性：Cavity，0.8
4.3修改参数：顶点（0,0,0），H=15，r=15
5.设置边界条件：有限导体边界条件
6.添加求解设置项
7.设计检查
7.1有错误，查看之
7.2再检查
8.运行分析
9.查看谐振频率和品质因数
10.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） 法线方向（0,0,1）
10.2查看电场分布
10.3查看磁场分布
11.查看模式1的YZ平面上的电场和磁场的分布11.1查看电场
11.2查看磁场
12.查看模式2的电场和磁场的分布12.1更改为模式2
12.2电场和磁场分布已经自动改变
13.隐藏电场和磁场分布
14.添加圆柱介电层
14.1创建圆柱
14.2修改属性：DielREs，Roger R03010
14.3修改参数：顶点（0,0,0），r=5，H=height（4mm）
15.添加参数扫描：0-15，步长：1mm
15.1分析
16.查看结果。
HFSS谐振腔体实例分析报告
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HFSS微波仿真实验,实验报告六合一
肇庆学院 12通信2班杨桐烁 2实验一 T形波导的内场分析和优化设计实验目的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、 HFSS13.0 或更高版本软件3、截图软件T形波导的内场分析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。
实验步骤1、新建工程设置：运行HFSS并新建工程、选择求解类型、设置长度单位2、创建T形波导模型：创建长方形模型、设置波端口源励、复制长方体、合并长方体、创建隔片3、分析求解设置：添加求解设置、添加扫频设置、设计检查4、运行仿真分析5、查看仿真分析计算结果内场分析结果1、图形化显示S参数计算结果8.008.258.508.759.009.259.509.7510.00Freq [GHz]0.130.250.380.500.630.75Y1TeeModalXY Plot 1ANSOFTCurve Infomag(S(P ort1,P ort1))Setup1 : Sw eep1mag(S(P ort1,P ort2))Setup1 : Sw eep1mag(S(P ort1,P ort3))Setup1 : Sw eep1图形化显示S参数幅度随频率变化的曲线2、查看表面电场分布表面场分布图3、动态演示场分布图T 形波导的优化设计实验原理利用参数扫描分析功能。
分析在工作频率为10GHz 时，T 形波导3个端口的信号能量大小随着隔片位置变量Offset 的变化关系。
利用HFSS 的优化设计功能，找出隔片的准确位置，使得在10GHz 工作频点，T 形波导商品3的输出功率是端口2输出功率的两倍。
HFSS三腔矩形波导滤波器的仿真经验
以一个三腔矩形波导滤波器的仿真为例，我得到以下仿真经验:1。
当计算出结构尺寸的时候，包括膜片间距和每个腔体的长度，要开始建立3D模型的时候,不必着急,现将这些数据进行一下预处理,腔体长度进行预缩短，最多不要超过0.03，膜片间距进行预加长，最多不要超过0。
07。
这些数字可能打了也可能小了，按你仿真出来的曲线进行细致调节!我主要针对S21曲线的特点进行细致调节。
2。
如果通频带内有较大的波纹（超过最小插入损耗），那么一定要扩大内侧腔（同时缩短了外侧腔，这没有关系，正是需要)，必要时同时减小外侧腔缩小的程度。
3。
大量数据表明：内侧膜间距变小—〉频带右移，通频带左侧波纹变小，右侧变大；外侧膜间距变大—-〉频带左移，通频带左侧波纹变小,右侧变大；以上变化，相对而言,通频带左侧波纹变化特别大。
因此如果通频带有偏移或者通频带左侧波纹太大,可以调整膜片间距，适当的调整并不会导致右侧波纹大过最小插入损耗.4。
如果S11的曲线比较对称美观,说明调整的方向大致是对的，可以继续。
5.如果S21曲线右侧带外抑制不足的时候（一般高端都不容易实现抑制，低端一般从一开始仿真就是对的），可增大外侧膜片间距，减小内侧膜片间距，一般得到的最后结果膜片尺寸是对称的，为方便生产也应尽量使其对称,即在改变间距的时候要对称地改。
此外,刚开始接触滤波器设计仿真的我还在实践中得到几条结论：1。
S11的最大值是由给定的波纹决定的。
2.S11的最大值、S21曲线的平滑程度和右侧带外抑制这三者之间有互相牵制的关系，仿真的时候不可能同时达到比较好的程度，只能尽量让这三者在符合要求的同时更好。
S11的最大值可单侧达到很好,但这样的话另一侧肯定很差.S11也可以整体达到比较理想的程度，但是这时高端抑制必然不足.。
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。
HFSS谐振腔体实例分析
HFSS谐振腔体实例分析HFSS(高频结构仿真软件)是一种用于高频电磁场的模拟和分析的软件。
在HFSS中，可以使用该软件来模拟和分析谐振腔体。
谐振腔体是一种用于储存微波能量并产生谐振现象的设备。
本文将介绍如何使用HFSS对谐振腔体进行分析。
首先，我们需要创建一个空的立方体，其尺寸根据实际需求确定。
然后，在立方体内部选择一个位置，添加一个约束面。
约束面可以是金属板、气体或者介电体等材料。
在我们的例子中，我们将使用一个金属板作为约束面。
接下来，我们需要定义约束面的物理特性。
这包括面的材料类型、导电性等参数。
在HFSS中，可以选择不同类型的约束面材料，如铜、铝等。
根据应用需求，我们可以选择适当的材料类型。
然后，我们需要定义谐振腔体的几何参数。
这包括谐振腔体的长度、宽度和高度等。
几何参数的选择对谐振腔体的性能有重要影响，因此需要根据具体需求进行优化。
接下来，我们需要定义谐振腔体的边界条件。
边界条件是一个非常重要的因素，它决定了电磁场在谐振腔体内部的传播方式。
在HFSS中，可以选择不同类型的边界条件，如理想导电壁、理想电介质等。
然后，我们需要定义谐振腔体的激励方式。
激励方式可以是通过导线、天线或者端口等。
在HFSS中，可以选择不同类型的激励方式，如电流激励、电压激励等。
根据实际需求，我们可以选择适当的激励方式。
最后，我们需要进行仿真和分析。
在HFSS中，可以进行多种分析，如频率域分析、时域分析等。
在我们的例子中，我们将进行频率域分析。
通过分析结果，我们可以得到谐振腔体的谐振频率、谐振模式等信息。
综上所述，使用HFSS对谐振腔体进行分析可以帮助我们了解谐振腔体的电磁场分布、谐振特性等。
这对于设计和优化谐振腔体非常有帮助。
在实际应用中，我们可以根据分析结果进行优化，以满足特定的需求。
使用HFSS观察波导高次模
第4页
第一步 设置波导端口 （续）
TE10
TE01
TE20
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第二步 仿真
• 在设置仿真条件时，注意工作频率一定要大于 所要观察模式的截止频率。 • TEmn和TMmn的截止频率如下式所示：
fc =
1 2 με
⎛m⎞ ⎛n⎞ ⎜ ⎟ +⎜ ⎟ ⎝ a ⎠ ⎝b⎠
2
2
第6页
第三步 设置激励模式，观察场分布
• 选中面或体，显示电场幅值/矢量或者磁场 幅值/矢量。 • 在“HFSS”菜单中，Fields→Edit Source可 以设置要观察的模式。
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第三步 设置激励模式，观察场分布 （续）
• 例：观察TE20
第8页
第三步 设置激励模式，观察场分布 （续 本PPT旨在对HFSS的建模与仿真技巧做一 简单介绍。 • 如果有建议或疑问，请用Email联系。 • 用心去体会微波世界中的奥妙！
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使用HFSS观察波型
• 使用HFSS，可以观察波导中的波型分布， 大致可以分为三个步骤： ① 设置波导端口； ② 仿真； ③ 设置相应的激励模式，观察该模式下的 场分布。 • 下面，以矩形波导为例，给出具体步骤。
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第一步 设置波导端口
• 绘制波导后，选择激励馈入面，并设置波 导端口激励数。 • 三个激励模式 分别为： TE10； TE01； TE11。
使用hfss观察波导高次模hfss共面波导共面波导馈电hfss高次模方程求解光波导模式理论波导模式硅波导模式复用器hfss教程hfss130安装教程hfss下载
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使用HFSS分析波导的波型
牟进超 2009年3月19日
moujinchao@
hfss波端口尺寸共面波导
hfss波端口尺寸共面波导HFSS（高频结构模拟器）是一款广泛应用于射频和微波领域的电磁仿真软件，它具有强大的计算和分析能力，可以帮助工程师设计和优化高频器件。
其中的波端口尺寸共面波导是一种重要的技术，在微波传输中扮演着重要的角色。
接下来，我们将详细介绍HFSS波端口尺寸共面波导的特点和应用。
首先，让我们了解一下什么是波端口尺寸共面波导。
这是一种采用微带线或共面波导作为传输介质的器件，其波导和其它部分共面排列，从而实现高频信号的传输和耦合。
相比于常规的波导结构，波端口尺寸共面波导具有体积小、制造简单和可靠性高的优点，在高频器件和系统设计中得到了广泛应用。
波端口尺寸共面波导在射频和微波领域有着广泛的应用。
首先，它可以用于设计和优化天线结构。
通过在HFSS中建立天线模型并选择适当的波端口尺寸共面波导传输线，可以实现天线与传输线之间的低损耗、高效率的信号耦合。
其次，它还常用于微波滤波器的设计中。
通过在HFSS中建立滤波器模型并选择合适的波端口尺寸共面波导，可以实现滤波器的高性能和小尺寸化。
在使用HFSS进行波端口尺寸共面波导设计时，需要注意一些关键因素。
首先，波导的宽度、长度和高度等尺寸参数需要根据具体应用需求进行合理选择。
其次，波导的材料特性也要考虑进去，例如介电常数、导电率等。
此外，在优化波导性能时，还需要考虑到波导的损耗、带宽和驻波比等指标，以及其它相关因素。
总之，HFSS波端口尺寸共面波导是一种重要而实用的技术，在射频和微波领域具有广泛的应用。
通过合理设计和优化，可以实现高效率、低损耗的信号传输和耦合。
工程师们可以利用HFSS进行仿真和优化，以帮助解决高频器件和系统设计中的问题，并取得更好的性能和效果。
同时，持续不断地探索和创新，将为射频和微波技术的发展带来更多的突破和进步。
hfss的波导口归一化问题
hfss的波导口归一化问题全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：HFSS是一种广泛应用于电磁场仿真的软件工具，通过有限元方法和有限差分时间域方法来解决电磁场问题。
在设计和优化微波和毫米波器件时，波导口的归一化问题是一个非常重要的问题。
波导口的归一化问题主要指的是在进行仿真和分析时，如何正确地定义波导口的特性参数以获得准确的仿真结果。
波导口归一化问题在HFSS中是一个常见的挑战，因为波导口是微波器件中的关键部分，并且波导口的设计和优化直接影响到整个系统的性能。
波导口的归一化问题涉及到波导口的物理尺寸、传输特性和边界条件等方面，需要综合考虑才能得到准确的仿真结果。
对波导口的物理尺寸进行归一化是非常重要的。
在进行仿真时，波导口的几何尺寸需要根据实际情况进行归一化处理，以保证仿真结果的准确性。
在HFSS中，可以通过定义合适的单位和比例尺来实现波导口的归一化处理，避免因为量纲不一致而导致的误差。
波导口的传输特性也是波导口归一化问题的关键之一。
波导口的传输特性包括传输系数、阻抗匹配、反射损耗等参数，这些参数直接影响到波导口的功率传输和性能表现。
在HFSS中，可以通过定义适当的边界条件和材料参数来模拟波导口的传输特性，以获得准确的仿真结果。
边界条件的选取也对波导口归一化问题有一定影响。
在HFSS中，可以选择不同的边界条件来模拟波导口的边缘效应和辐射损耗，从而得到更好的仿真结果。
合理选择边界条件可以有效地减小仿真误差，提高仿真精度。
第二篇示例：HFSS是一款广泛应用于高频电磁场模拟的软件，它在众多领域中都有着重要的应用，比如天线设计、微波器件设计等。
在进行HFSS模拟时，波导口的归一化问题是一个经常需要注意的问题。
本文将重点讨论HFSS中波导口归一化问题的相关内容。
波导口归一化是指在进行波导口传输线模拟时，需要将输入/输出端口中的电磁场信号与泰勒展开式进行匹配，以确保模拟结果的准确性和可靠性。
波导口的归一化过程可以分为两个步骤：一是将波导口的复数导纳(Y参数)与传输线的特性阻抗(Z参数)进行匹配；二是通过引入归一化的系数，将波导口的电磁场信号转换为传输线中的归一化电压/电流信号，从而准确地模拟出波导口的传输特性。
电磁场仿真实验指导书解读
第二步：创建参数分析并进行求解
第1步：添加参数设置
工程树，Optimetrics\Add \parametric
Offset:0—1,步长：0.1
第2步：定义输出变量
P11=mag(s11)*mag(s11)
P12=mag(s12)*mag(s12)
P13=mag(s13)*mag(s13)
第3步：组合长方体
选中Tee，Tee-1，Tee-2；Edit\Boolean\Unite
第4步：创建间隔
Draw\Box,(-0.45in,offset-0.05in,0in)
Name:septum,
按Ctrl同时选中T型波导和septum，Edit\Boolean\substract
第三步：求解
第1步：添加求解设置
Analysis\Add Solution Setup,10GHz
添加频率扫描：8—10GHz，步长：0.05GHz
一、实验操作部分
1、实验数据、表格及数据处理。
2、实验操作过程
3、结论
江西师范大学物理与通信电子学院
教学实验报告
通信工程专业2010年3月24日
实验名称
波导腔体内场优化
Name:airbox
第三步：设置边界条件和激励
选中波导腔4个侧面，Assign Boundary\Perfect E
选中空气盒，Assign Boundary\Radiation
选中波导底面，Assign Excitations\Waveport
显示边界条件：HFSS\Boundary display,选勾。
江西师范大学物理与通信电子学院
教学实验报告
通信工程专业2010年3月17日
HFSS波导仿真实验知识分享
图15 波导的面电流分布
HFSS设计流程
4）计算通过波导横截面的功率 在计算前需要在波导中定义一个面，点击工具栏中的 (Draw rectangle)，输入坐标， 下图的坐标表示在波导中作 z=20 的面（面的法向量与坡印亭矢量要平行），完成后，在 菜单栏中点击 HFSS>Fields>Plot Fields>Calculator，打开场计算器，计算原理为：
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
图13 波导中的电场分布
HFSS设计流程
画磁场的分布方法同上，只是在菜单栏中点击 HFSS>Fields>Plot Fields>M，若是画电流则先
选中物体某个面或某些面，然后在菜单栏中点击 HFSS>Fields>Plot Fields>J，过程与画电场分布类
似。
图14 波导中的磁场分布
HFSS设计流程
图8 select faces界面
HFSS设计流程
图9 select by name界面
HFSS设计流程
图10 select face界面
HFSS设计流程
2）将这四个面均设置为理想导体边界。 可以通过点击 HFSS>Boundaries>Assign> Perfect E 实现，或者点击鼠标右键>Assign Boundary> Perfect E（如图 11）。
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三、建立并求解
第一步：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，其它不变，点确定。 则在Analysis节点下添加一个求解设置项，默认名为Setup1。
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。
Optimetrics：优化。包括所有优化设置。
Result：结果。包括所有后处理生成的结果报告。 Port Field Display：显示模型的端口场分布。 Field Overlays：显示某物体、表面的基本或衍生的场
分布情况。
Radiation：设置近场、远场。
二．绘图历史树
绘图历史树包
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。 ④ 此时，弹出Wave Port对话窗，默认设置，点Next，点Finish结束。
⑤ 在工程树中选Teemode\Excitations\WavePort1项,可选中该端口，如图
所示
第二步：复制长方体
1. 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。
2. 复制长方体创建第二部分：展开绘图历史树的 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。
Model：建立的模型。
Boundaries：边界条件。定义在问题区以及物体表面 的边沿处的场特性，包括良导体表面、阻抗表面、辐 射表面、主表面、从表面、集总元件表面等。 Excitations：激励源。定义某物体或某表面的电磁场 的源以及电荷、电流、电压等情况，包括端口、集总 端口、入射端口、电压源、电流源等。 Mesh Operation：网格设置。定义网格的划分，即网 格晶元。 Analysis：分析。包括求解设置，定义软件如何计算 求解。
第二步：插入HFSS设计 由主菜单选 Project\ Insert HFSS Design，则一个新项目 自动加入到工程树中，默认名 HFSSModel1。同时，在工程
树的右侧出现绘图窗口。
在工程树中选择 HFSSModel1，点右键，选择 Rename项， 将设计命名为 TeeModel。
第三步：选择求解类型 由主菜单选 HFSS\Solution Type ，在弹出对话窗选择 Driven Model 项。
注：HFSS 有以下几种解算类型： 1、模式驱动（Driven Model）：这种解算类型计算以模式 为基础的S参数。根据波导模式的入射和反射功率表示S 参数矩阵的解 2、终端驱动（Driven Terminal）：这种解算类型计算以终 端为基础的多导体传输线端口的S参数。此时，根据传 输线终端的电压和电流表示S参数矩阵的解。
3、本征模（Eignemode）：计算某一结构的本质模式或谐
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。
第四步：设置单位： 由主菜单选 3D Modeler\Units ，在 Set Model Units 对话 框中选中 in 项。
二、创建模型
第一步：创建长方体 1. 绘制长方体：在 Draw 菜单中，点击 Box 选项 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=0,y=-0.45,z=0 注意：在设置时不要在绘图区中点击鼠标。
5. 由 T 型接头中减去间隔：在历史树中选择 Tee 项，按下 Ctrl 键的同时再选中 Septum 项。由主菜单选 3D
Modeler\Boolean\Subtract ，在弹出对话窗口中，确定
Tee在Blank Parts列，Septum在Tool Parts列（即将间隔
从型接头中去掉），点OK完成。
2. 定义场分布：双击工程树中的TeeModel项，返回绘图窗 口，在绘图区点右键，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Setup1：
LastAdaptive，其余默认，点 Done 完成。则在工程树的
添加频率扫描：在工程树中的Setup1项上点右键，选择 Add Sweep，在弹出对话窗中选择Interpolating项，其它 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。
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，如图所 示。
第五步：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。
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OK，回到属性对话窗。 3. 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.04。
4. 命名：在 Attribute 标签页，在 Name 栏输入 Septum ， 其它不变，点确定完成。
HFSS v9.2
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。
息、分析过程的设置信息等。
五．进程窗
进程窗在执行仿真时，监视仿真的进度，仿真的每一步都有显示。
第二部分 波导腔体内场分析
目标：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
一、创建工程
第一步：打开HFSS并保存新工程 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。
括绘制的所有 的几何模式，
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
则在工程树的Results项下加入该图表项，默认名为XY
Plot 1，在右侧窗口的矩形图中显示不同间隔S参数曲线， 结果如图所示。
第二步：创建一个场覆盖图 1. 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 Window，显示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。
四、比较结果
第一步：创建一个S参数的矩形曲线图 1. 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Model
S Parameters，在Display Type列选择Rectangular Plot，点 OK完成，则弹出Traces对话窗。
第二步：确认设置
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。
第三步：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。
第四步：移动间隔的位置 在工程树的 TeeModel 项上点右键，选择 Design
Field Overlays节点下加入该图，默认名为Mag_E1，在T 型接头的上表面显示场分布情况。
3. 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。