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Ansoft-HFSS-软件(上)

天线CAD西安电子科技大学（尹应增）2009年秋

天线CAD

AnsoftHFSS软件的基本原理及应用

2009.8

天线CAD西安电子科技大学（尹应增）2009年秋

一、简介（BriefIntroduction）

AnsoftHFSS（全称HighFrequencyStructure

Simulator,高频结构仿真器）是Ansoft公司推出的基于电磁

场有限元方法（FEM）的分析微波工程问题的三维电磁仿真

软件，可以对任意的三维模型进行全波分析求解，先进的材

料类型，边界条件及求解技术，使其以无以伦比的仿真精度

和可靠性，快捷的仿真速度，方便易用的操作界面，稳定成

熟的自适应网格剖分技术使其成为高频结构设计的首选工

具和行业标准，已经广泛地应用于航空、航天、电子、半导

体、计算机、通信等多个领域，帮助工程师们高效地设计各

种高频结构，包括：射频和微波部件、天线和天线阵及天线

罩，高速互连结构、电真空器件，研究目标特性和系统/部件

的电磁兼容/电磁干扰特性，从而降低设计成本，减少设计周

期，增强竞争力。

AnsoftHFSS的应用领域：

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图1求解流程图

自适应网格剖分是在误差大的区域内对网格多次迭

代细化的求解过程，利用网格剖分结果来计算在求解频率

激励下存在于结构内部的电磁场。初始网格是基于单频波

长进行的粗剖分，然后进行自适应分析，利用粗剖分对象

计算的有限元解来估计在问题域中的哪些区域其精确解

会有很大的误差（收敛性判断），再对这些区域的四面体

网格进行细化（进一步迭代），并产生新的解，重新计算

误差，重复迭代过程（求解—误差分析（收敛性判断）—

自适应细化网格）直到满足收敛标准或达到最大迭代步

数。如果正在进行扫频，则对其他频点求解问题不再进一

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步细化网格。

图2自适应网格（总体与局部）

HFSS的操作界面和菜单功能介绍：

AnsoftHFSS的界面主要包括：菜单栏（Menubar）、

工具栏（Toolbars）、工程管理（ProjectManage）窗口、

状态栏（Statusbar）、属性窗口（Propertieswindow）、

进度窗口（Progresswindow）、信息管理（MessageManage）

窗口和3D模型窗口（3DModelerWindow）。

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图3AnsoftHFSS的操作界面

菜单栏（Menubar）绘图、3D模型