介绍给大家一个HFSS仿真软件

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:victory: ANSOFT HFSS 仿真软件

适用于射频、无线通信、封装及光电子设计的任意形状三维电磁场仿真软件



ANSOFT HFSS是业界公认的三维电磁场标准仿真软件包，其必将为下一代射频、无线通信、封装及光电子产品新功能的开发提供崭新高效的研究手段。本软件彻底摆脱了传统的“cut-and-try”设计模式，减少研制费用和时间，加快产品进入市场的步伐。HFSS提供了一简洁直观的用户设计界面、精确自适应的场求解器、拥有空前电性能分析能力的功能强大后处理器，能计算任意形状三维无源结构的s-参数和全波电磁场。



概述

ANSOFT HFSS充分利用了如自动匹配网格产生及加密、切线向矢量有限元、ALPS(Adaptive Lanczos Pade Sweep)和模式-节点转换（Mode-node）等先进技术，从而使工程师们可利用有限元法(FEM) 在自己的电脑对任意形状的三维无源结构进行电磁场仿真。HFSS自动计算多个自适应的解决方案，直到满足用户指定的收敛要求值。其基于MAXWELL方程的场求解方案能精确预测所有高频性能，如散射、模式转换、材料和辐射引起的损耗等。



用高效的计算机虚拟模型取代费时费力的“cut-and-try”试验方法，可大大缩短设计周期。仿真分析诸如天线、微波转换器、发射设备、波导器件、射频滤波器和任意三维非连续性等复杂问题，已简单化成只需画结构图、定义材料性能、设置端口和边界条件。HFSS自动产生场求解方案、端口特性和s-参数。其s-参数结果可输出到通用的线形和非线形电路仿真器中使用。





快速、可靠的解算器技术

1990年推出的HFSS是全球第一个能仿真复杂3D几何的商用电磁场仿真软件。该软件神奇地把FEM的强大功能带给了射频、微波设计师，因此很快得到了普及。此后，软件不断升级改进，先后增添了如：开放区天线设计、铁氧体材料分析、宽带快速频率扫描、超宽带插值扫频、集中RLC加载、全波SPICE以及其他新功能。

ANSOFT HFSS的核心是，业已证明了的真正可靠、精确、快速的第六代FEM解算器。工程师完全可以相信利用ANSOFT HFSS设计的产品性能与仿真结果是一致的。

ANSOFT HFSS的自适应网格加密技术使FEM方法得以实用化。初始网格（将几何子分为四面体单元）的产生是以几何结构形状为基础的，利用初始网格可以快速解算并提供场解信息，以区分出高场强或大梯度的场分布区域。然后只在需要的区域将网格加密细化，其迭代法求解技术节省计算资源并获得最大精确度。必要时还可方便地使用人工网格化来引导优化加速网格细化匹配的解决方案。

HFSS采用高阶基函数、对称性和周期边界等方法，从而节省计算时间和内存，进一步加大求解问题的规模并加速求解的速度。

针对特大型结构问题，最新版的HFSS又是全球第一个具有基于64位处理器技术的求解器，因此可利用其超大的RAM容量（高达20GB）从而可使求解问题的规模再提高10倍以上。

总之，ANSOFT HFSS利用其独特先进的自适应网格剖分和算法技术，通过合理优化减少网格总数、节省单位网格的计算资源，同时充分利用64位机的超大的RAM容量，最终完成大规模问题和高精确度的电磁场求解仿真。



提高研发效率的最佳选择

强大的绘图功能

与AutoCAD完全兼容，完全集成ACIS固态建模器。

a 无限的undo/redo

b 多个物体组合、相减、相交布尔运算

c 动态几何旋转

d 点击物体选择/隐藏

e 二维物体沿第三维扫描得到三维物体

f 宏记录/宏文本

g 锥螺旋、圆柱和立方体的参数化宏

h 可选的“实表面”几何体

i 在线关联帮助以加快新功能的应用。

先进的材料库

综合的材料数据库包括了常用物质的介电常数、渗透率、电磁损耗正切。用户在仿真中可分析均匀材料、非均匀材料、各向异性材料、导电材料、阻性材料和半导体材料。对不可逆设备，标配的HFSS可直接分析具有均匀静磁偏的铁氧体问题，用户还可选用ANSOFT 3DFS选件以完成铁氧体静磁FEM的解算仿真。

模型库

ANSOFT HFSS含有一宏大的库，用该库可参数化定义标准形状：a
a 微带T行结

b 宽边耦合线

c 斜接弯和非斜接弯

d 半圆弯和非对称弯

e 圆螺旋和方螺旋

f 混合T接头

g 贴片天线

h 螺旋几何

周期边界解决相控阵

通过指定两个或多个边界间的场关系，关连边界条件（LBCs）使得包含有源等设备的新一类问题也可建模仿真。在对长的、均匀的和周期性的结构建模仿真时，LBCs可大大节省计算时间和内存。周期性的LBCs通过相位关系可确定多个主-从边界。设计师可通过分析相控阵中的一个单元来提取有源单元因子和阻抗，从而研究确定阵列盲区、极化性能和栅瓣。



强大的宏

用户可登录到非常易读完整的作图和仿真的宏文件中。利用置于宏语言中的自动记录和重放功能，即可执行参数化仿真。在重放时宏即时提示几何尺寸，使用户能基于名义结构创建几何库，随后对名义结构进行仿真得出设计曲线、几何敏感性和最优化设计。



强大的天线设计功能

a 计算天线参量，如增益、方向性、远场方向图剖面、远场3D图和3dB带宽。

b 绘制极化特性，包括球形场分量、圆极化场分量、Ludwig第三定义场分量和轴比。

c 二分之一、四分之一、八分之一对称模型并自动计算远场方向图。



频率扫描技术

ü 宽带快速率扫描

利用APLS快速扫频技术可有效地进行宽带仿真。APLS能产生一个在宽频带内有效的低阶次的模型，并通过计算零极点来完成宽频带求解。APLS包含端口散射以精确确定频段内的输入功率和频带外抑制。

ü 超宽带插值扫频

利用插值扫频技术可有效地进行超宽带仿真。插值扫频能在超宽频带内根据频响变化斜率自动增插点数，确保精确确定频段内的所有频响特性。

ü 离散扫频

利用离散扫频技术可有效地进行离散频点的宽带仿真。其利用当前网格重新

求解电磁场，从而精确得到各频率点上的性能参数。

强大的场后处理器

ü 产生生动逼真的场型动画图，包括矢量图、等高线图、阴影等高线图。

ü 任意表面，包括物体表面、任意剖面、3D物体表面和3D相等面的静态和动态图形。

ü 动态矢量场、标量场或任何用场计算器推导出的量。



动态的表面动画可使图形能以旋转和移位的方式步进。新的图—3D云图上有一薄薄的彩色像素层，使你能非常清晰地观察场型特性，用户旋转几何时图形会实时更新。



强大的场计算器

现有的场计算器具有复数算法、三角法功能，面积分和体积分，曲线的切线计算和任意曲面的法线计算。功能强大的计算器使用户可直接操纵场来计算功率耗散、存储能量和空腔Q值。与其他所有接口界面一样，后处理器中亦具有宏记录/文本及在线帮助。



最优设计解决方案

ANSOFTHFSS支持强大的具有记录和重放功能的宏语言。这使得用户可将其设计过程自动化和完成包括参数化分析、优化、设计研究等的先进仿真。



参数化分析



四螺旋天线广泛应用于包括GPS接收机在内的无线通信设计中。其圆极化辐射方向图提供了很宽的半球状覆盖区域并具有极低的后瓣辐射。该模型在HFSS依据不同的螺旋比和总旋转数目进行了多次仿真，设计师利用先进的宏功能可很快地进行多次仿真，以研究关键参数是如何影响带宽、增益和后瓣电平的。



优化设计

微带贴片天线因外形小、易于制造而经常应用于商用和航天领域。HFSS模型仿真了手持接收机外壳对天线辐射特性的影响。有限尺寸外壳的衍射会在远场主波束上产生纹波，降低理想中的圆极化。设计师利用强大的宏能力可将纹波最小化，并优化结构以获得高增益和高的主瓣极化纯度。



设计研究

实验设计（DOE）只需极少的实验和仿真来确定最大地影响器件性能和可变性的物理尺寸。该同轴波导转换器进行了多次反复设计以找出其DOE数据。利用宏语言的自动记录和重放功能，设计师能将DOE过程自动化以推导出阶梯转换区域中的s-参数、敏感性、不确定性等与探头长度、终端短路位置和研磨容差等的函数关系

niko_robin

谢谢啦..............

hzy041112

功能强大
要学会就好拉

swordmean

不知道和ADS有什么区别

long.yang

区别大了。。。
ADS是个二维的工具，用的是矩量法，有些功能类似于Ansoft的designer。

sir8li

找了很长时间了,谢谢

anjingcoward

不错，也想要了解了解！

mosika

感謝樓主很詳細的說明

whhit264209

2# niko_robin
新手  请问如何启用HFSS的宏？如何应用编辑函数画出图形？谢谢！！！！

himuramars

毕设正在用，不错不错

lxg9604

谢谢楼猪 让我对ANSOFT初步了解

superlhb

试试试试试试

amsorry0712

论坛里有没有破解过的软件，比如HFSS10.0什么的？

toptoptop44

好好学习~~~test it!!

lszab

初学者，还不知道是怎么回事呢

yhy630

7# anjingcoward
感謝樓主很詳細的說明

victorlibin

不错不错vuo!

young44244

我们现在都在学着用呢！不过感觉还是很难的，谢谢您啊！

shmily_xiong

很详尽的概括，学习中，谢谢