hfss

HFSS – High Frequency Structure Simulator,Ansoft公司推出的三維電磁模擬軟體,目前已被ANSYS公司收購；是世界上第一個商業化的三維結構電磁場模擬軟體，業界公認的三維電磁場設計和分析的工業標準。HFSS提供了一簡潔直觀的用戶設計界面、精確自適應的場解器、擁有空前電性能分析能力的功能強大后處理器，能計算任意形狀三維無源結構的S參數和全波電磁場。HFSS軟體擁有強大的天線設計功能，它可以計算天線參量，如增益、方向性、遠場方向圖剖面、遠場3D圖和3dB帶寬；繪製極化特性，包括球形場分量、圓極化場分量、Ludwig第三定義場分量和軸比。使用HFSS，可以計算：① 基本電磁場數值解和開邊界問題，近遠場輻射問題；② 埠特徵阻抗和傳輸常數；③ S參數和相應埠阻抗的歸一化S參數；④ 結構的本徵模或諧振解。而且，由Ansoft HFSS和Ansoft Designer構成的Ansoft高頻解決方案，是目前唯一以物理原型為基礎的高頻設計解決方案，提供了從系統到電路直至部件級的快速而精確的設計手段，覆蓋了高頻設計的所有環節。

HFSS是當今天線設計最流行的設計軟體。

微波器

HFSS能夠快速精確地計算各種射頻/微波部件的電磁特性，得到S參數、傳播特性、高功率擊穿特性，優化部件的性能指標，並進行容差分析，幫助工程師們快速完成設計並把握各類器件的電磁特性，包括：波導器件、濾波器、轉換器、耦合器、功率分配/合成器，鐵氧體環行器和隔離器、腔體等。

電真空器

在電真空器件如行波管、速調管、迴旋管設計中，HFSS本徵模式求解器結合周期性邊界條件，能夠準確地模擬器件的色散特性，得到歸一化相速與頻率關係，以及結構中的電磁場分佈，包括H場和E場，為這類器件的設計提供了強有力的設計手段。

天線、天線罩及天線陣設計模擬

HFSS可為天線及其系統設計提供全面的模擬功能，精確模擬計算天線的各種性能，包括二維、三維遠場/近場輻射方向圖、天線增益、軸比、半功率波瓣寬度、內部電磁場分佈、天線阻抗、電壓駐波比、S參數等。

目標特性研究和RCS模擬

高速互連結構設計

隨著頻率的不斷提高和信息傳輸速度的不斷提高，互連結構的寄生效應對整個系統的性能影響已經成為制約設計成功的關鍵因素。MMIC、RFIC、或高速數字系統需要精確的互聯結構特性分析參數抽取、HFSS能夠自動和精確地提取高速互聯結構、片上無源不見及版圖寄生效應。

光電器件模擬設計

HFSS的應用頻率能夠達到光波波段、精確模擬光電器件的特性。

微波EDA網推出一套《兩周學會HFSS》中文視頻培訓課程，可以幫助大家快速入門、掌握HFSS的實際使用。

相關介紹

最新版“HFSS v15”。為了便於提高設計與分析效率，與現有版本相比，強化了與CAD工具和其他分析工具之間的配合。比如，在電磁場分析中需要分析對象的結構信息，而新版本就新增了通過讀取由CAD生成的結構信息模型，提高易用性的功能。此外CAD模型有時會出現微小的段差和坐標誤差。HFSS v10新增了一種功能，即使存在這些情況，也能將其分割成最佳的微小網格后，進行電磁場分析。Ansoft將其稱為“Healing功能”。據悉，由於希望直接使用CAD模型的要求越來越高，其他競爭對手也都配備了同樣的功能。另一點就是：HFSS v10與SIwave v3進行協作分析的示例。能夠看到車身內部的印刷電路板產生的不必要輻射的活動情況。

除Healing功能外，還新增了讀取其他分析工具結果的“Data Link功能（數據鏈接功能）”。能夠利用此功能，與Ansoft的信號完整性（工具）分析工具“SIwave”進行協作分析。比如，先設定成利用SIwave對機身內部的印刷電路板進行分析，然後將分析結果作為輻射的放射源，利用HFSS對機身的電磁場進行分析。有利於完成單靠HFSS 10無法完成的詳細的大規模分析。HFSS v10追加了晶元封裝與印刷電路板的協作分析功能，減輕了波形分析的處理負荷。

Ansoft HFSS v10最重要的新功能就是在PC機（Windows系統）上能夠利用3GB的內存空間，這極有效地拓展了HFSS的模擬計算能力，此外運用HFSS v9.2的用戶自定義編程模塊（UDP）能方便建立各種模型及元件庫。同時，具備與Ansoft Designer、Nexxim動態鏈接的特性：通過動態參數化鏈接，在RF/數模混合電路模擬中實現與三維電磁場的協同模擬。

Ansoft表示，重複使用第三方CAD模型和EDA版圖的功能，將節省HFSS用戶的工程設計時間，使他們能將更多時間用於優化性能。

概述

在HFSS的桌面上，你能找到HFSS的全套功能，這是一個可以完全支持基於三維電磁 場設計的界面。除了直觀的視窗特性外，圖形項目樹提供了廣為熟知的HFSS設計流程的傳統風格。利用Ansoftlinks介面設計師可將HFSS和現有的EDA和MCAD設計流結 合起來。利用與 Cadence、Mentor Graphics，Synopsys以及Zuken的介面，還可鏈接到外部的設計流，從而支持Hspice、Pspice及Maxwell SPICE 實現精確的寬頻電 路模擬。全叄數化的電路模型還可支持在 Ansoft Disigner和其它電路與系統設計 工具中進行精確的高頻電路設計。

HFSS能進行全面的全叄數化設計，從幾何結構、材料特性到分析、控制及所有后處 理。該軟體強大的叄數化三維建模能力，和高性能的圖形能力，大大節省了工程師 的設計時間。直觀的分析設置和高級的分析控制確保在全自動化方式下獲得設計師所希望的設計結果。利用 Optimetrics可自動實現最優化和叄數化掃瞄設計，且很 容易在桌面上同一項目樹中直接訪問進入。在優化設計分析技術中增強了敏感性分析和統計分析功能，其利用HFSS叄數化分析能力自動設計分析製造公差帶來的性能 變化。

HFSS有多個機制允許工程師們根據自己的需要去製作用戶特定的設計流程。視窗、對話方塊、工具欄、甚至菜單均可被用戶通過配量預設來支持個性化叄數定義。使用者可通過主菜單、工具欄、項目樹和文本欄來靈活操作界面命令。另外，通過腳本語言VB和JavaScript全面控制HFSS和專用化定製。腳本也能支持強大的宏記 錄，可以用來定義叄數化幾何結構，執行用戶分析流程或控制從開始到結束的整個設計流程。

Wave port：是用Ansoft製作的一個電磁系統與外界進行能量交換的窗口，它能夠到埠的S參數。它是一種典型的傳輸線型埠，它經常用來設置波導口和同軸線的輸出輸入埠。它要設置在整個輻射框（吸收邊界）的外面，如果在輻射框（吸收邊界）內使用這種源的設置，就必須在埠的外邊畫一反射體（金屬底座）以此來確定波的傳播方向。同Wave port源的很相似，但Lumped Gap Sources一般設置為電磁系統的內部埠，它可自定義埠的阻抗。它可以用於微帶線、波導及平行雙導線等電磁系統源的設置，在設置Lamped Gap Sources時應注意兩點：1.用戶定義的埠阻抗不能為零或負數，2.此埠只允許單模傳輸。另外，還必須設置積分線。它的設置和Wave Port基本一致，只是Lumped Gap Sources需要設置阻抗和電抗。

1． port有兩種，一種是wave port,一種是Lumped port。 2。wave port中分兩種方式，一種是wave port，一種是terminal port。

2．1 wave port 就是傳統的傳輸線埠，對應的是波導mode。通常系統假設在埠上只有主mode存在。如果要指定更多的mode，可以選擇view modes，然後設置mode的 數目。其S參數是通過產求解得到的。

2．2 Terminal port用來計算多導體傳輸線埠的。比如多芯電纜的波導結構。這種port 中只能傳輸准TEM模式。高階模式不能傳輸，一般通過模型的合理建立，來避免高階模式。這種port的S參數的計算是通過電路理論進行的。它實質上將在埠上存在的 各種波導mode疊加，得到一個明確的電壓、電流的定義，再計算出S參數。

在hfss的help目錄下有scripting.pdf，介紹得很詳細，其實在hfss8.0以前使用的是宏語言，8.0之後改用vb腳本，你在hfss中任意一步操作都可以用編程命令實現，因此只要在程序中輸入你 需要的曲線函數，就能很方便地畫出，不就是x,y,z坐標值嘛。