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Ansoft高级培训班教材

ISM天线射频特性的AnsoftHFSS分析

李磊谢拥军编著

西安电子科技大学Ansoft培训中心

目录

第一章序言

第二章创建项目

第三章构造模型

第四章优化

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第一章序言

本讲义主要是引导学员学习使用AnsoftHFSS的优化功能进行微波工程设计。随着越来

越多的民用科研产品集中在ISM频段，这一频段的微波元器件设计也就越来越受到射频工程

师的关注。对于民用产品来说，微带天线适应了其集约化、小型化的需求，从而成为产品设

计中的关键。

AnsoftHFSS提供的优化设计功能，特别适合于微波产品的优化设计。在这一优化功能

中，结构参数、媒质本构常数等可以作为待优化的参数，元件的S参数、本征值和场分布等

都可以作为优化的目标函数。学员通过可以本讲义的练习，熟悉这一功能。

这本手册的后边部分描述将引导你如何使用软件去建立、仿真和优化一个ISM天线

的axialratio（轴比）。本例假设使用者已经学习过并理解指南中的“TheGettingStarted”

的内容。

备注：如果你对该内容不熟悉，请翻看指南中“Usingthe3DSolidModeler”部分。

该天线是一个右手圆极化天线（RHCP），工作在2.4GHz的ISM频率

(Bluetooth,802.11b,etc.)

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第二章创建项目

本章中你的目标是：

√保存一个新项目。

√把一个新的HFSS设计加到已建的项目√为项目选择一种求解方式

√设置设计使用的长度单位

时间：完成这章的内容总共大约要5分钟。

一.打开HFSS并保存一个新项目

1.双击桌面上的HFSS9图标，这样就可以启动HFSS。启动后的程序工作环境如图：

图2－1HFSS工作界面

1．打开File选项(alt+F),单击Saveas。2．找到合适的目录，键入项目名hfopt_ismantenna。

图2－2保存HFSS项目

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二.加入一个新的HFSS设计

1．在Project菜单，点击insertHFSSDesign选项。(或直接点击图标。)一个新的工

程被加入到hfopt_ismantenna项目中，默认名为HFSSModeln。

图2－3加入新的HFSS设计

2．为设计重命名。在项目树中选中HFSSModel1,单击鼠标右键，再点击Rename项，将设

计重命名为hfopt_ismantenna。

图2－4更改设计名

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三.选择一种求解方式

1．在HFSS菜单上，点击SolutionType选项.

2．选择源激励方式，在SolutionType对话框中选中DrivenMode项。

图2－5选择求解类型图2－6选择源激励方式

四.设置设计使用的长度单位

1.在3DModeler菜单上，点击Units选项.

2.选择长度单位，在SetModelUnits对话框中选中mm项。

图2－5选择长度单位图2－6选择mm作为长度单位

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第三章构造模型

本章中你的目标是：

√建立物理模型。

√设置变量。√设置模型材料参数√设置边界条件和激励源

√设置求解条件

时间：完成这章的内容总共大约要35分钟。

一.建立物理模型

1．画长方体。

在Draw菜单中，点击Box选项（或直接点击图标）；

图3－1通过菜单加入一个Box

2．输入参数。

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为

(x=-22.5mm,y=-22.5mm,z=0.0mm);按下Enter键后输入三边长度：x方向45mm,y方向

45mm,z方向5mm。注意：在设置时不要在绘图区中点击鼠标。

图3－2输入长方体的几何尺寸

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3．设置长方体属性

如上设置完几何尺寸后，HFSS系统会自动弹出长方体属性对话框。对话框的Command

页里有我们刚才设置的几何尺寸，并且其数值可以自由更改。因此在我们也可以先随意用

鼠标建立一个长方体模型后，然后在其属性对话框输入其尺寸要求即可。

单击Attribute页，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。这里，我们把这个长方体命名为Substate，将其透明度设为0.8。材料在下文统一设

置。

设置完毕后，同时按下ctrl和D键(ctrl+D)，将视图调整一下。

图3－3设置长方