基本介紹
編輯推薦,內容簡介,目錄,
編輯推薦
HFSS的書籍很少，而且和實踐結合得鬆散。而本書作者是HFSS資深工程師，並且具有多年的企業培訓經驗。因此，本書在講解時儘量摒棄煩瑣的理論推導、抽象的概念，多從工程實踐的角度出發，採用通俗易懂的語言和直觀的工程實例，讓讀者不僅學習到怎么操作，還要明白為什麼這么操作。知其然並知其所以然，才能熟練掌握，舉一反三，活學活用。
內容簡介
全書共14章，前8章全面介紹了HFSS的設計流程、各種設計功能和具體使用操作。後6章主要通過實際工程設計實例講解HFSS在微波器件設計、天線設計、天線陣分析設計、高速數位訊號完整性分析、諧振腔分析設計和SAR計算等方面的具體套用。
本書體系完整、可讀性和工程套用性強，適合Ansoft HFSS初學者學習參考和具有一定HFSS使用基礎的讀者學習提高，也可供高等院校、研究院所、公司企業等從事微波射頻、電子通信領域的工程技術人員參閱。
目錄
第1章 HFSS概述 1
1.1 HFSS簡介 1
1.2 啟動HFSS 3
1.3 設定HFSS工程檔案的默認路徑 4
1.4 HFSS設計流程 4
第2章 入門實例——T形波導的內場分析和最佳化設計 6
2.1 設計概述 6
2.2 T形波導內場分析 7
2.2.1 新建工程設定 7
2.2.2 創建T形波導模型 8
2.2.3 分析求解設定 15
2.2.4 查看分析計算結果 17
2.2.5 保存設計並退出HFSS 21
2.3 T形波導的最佳化分析 21
2.3.1 新建一個最佳化設計工程 21
2.3.2 參數掃描分析設定和仿真分析 21
2.3.3 查看參數掃描分析結果 25
2.3.4 最佳化設計 27
2.3.5 查看最佳化結果 29
2.3.6 保存並退出HFSS 30
第3章 HFSS工作界面 31
3.1 HFSS工作界面 31
3.1.1 主選單欄 32
3.1.2 工具列 40
3.1.3 工程管理視窗 41
3.1.4 屬性視窗 42
3.1.5 三維模型視窗 42
3.1.6 信息管理視窗 42
3.1.7 進程視窗 43
3.1.8 狀態欄 43
3.2 柵格顯示和柵格平面 43
3.3 顯示坐標系 44
第4章 HFSS中的建模操作 45
4.1 創建長方體模型 45
4.1.1 創建長方體模型的操作步驟 46
4.1.2 物體“屬性”對話框的詳細解釋 48
4.2 HFSS中的基本模型及其創建 49
4.2.1 滑鼠游標的移動模式 49
4.2.2 捕捉模式(Snap Mode) 50
4.2.3 物體的基本模型 51
4.3 物體的材料屬性 54
4.3.1 編輯物體材料庫 55
4.3.2 設定物體模型的材料 56
4.4 改變視圖 57
4.4.1 改變視圖的操作命令 57
4.4.2 顯示和隱藏物體模型 58
4.5 選擇操作 59
4.5.1 選擇模式 59
4.5.2 選擇操作 60
4.5.3 多重選擇 61
4.6 物體模型的幾何變換 61
4.7 物體模型的布爾運算操作 64
4.8 HFSS中的坐標系 66
4.8.1 相對坐標系 67
4.8.2 面坐標系 68
4.9 建模相關選項的設定 69
第5章 邊界條件和激勵 72
5.1 概述 72
5.2 邊界條件的類型和設定 73
5.2.1 理想導體邊界條件 73
5.2.2 理想磁邊界條件 74
5.2.3 有限導體邊界條件 76
5.2.4 輻射邊界條件 77
5.2.5 對稱邊界條件 78
5.2.6 阻抗邊界條件 80
5.2.7 集總RLC邊界條件 82
5.2.8 分層阻抗邊界條件 83
5.2.9 無限地平面邊界條件 84
5.2.10 主從邊界條件 84
5.2.11 理想匹配層 87
5.3 激勵的類型和設定 87
5.3.1 波連線埠激勵 88
5.3.2 波連線埠激勵的設定步驟 90
5.3.3 集總連線埠激勵 95
5.3.4 Floquet連線埠激勵 98
5.3.5 入射波激勵 98
5.3.6 電壓源激勵 99
5.3.7 電流源激勵 100
5.3.8 磁偏置激勵 100
第6章 HFSS格線剖分和分析設定 101
6.1 求解類型 101
6.2 自適應格線剖分 102
6.2.1 收斂標準 102
6.2.2 收斂精度 104
6.2.3 自適應格線剖分頻率的選擇 104
6.3 求解設定 105
6.3.1 添加和定義求解設定 105
6.3.2 修改和刪除已添加的求解設定 109
6.4 掃頻分析 110
6.4.1 掃頻類型 110
6.4.2 添加和定義掃頻設定 111
6.4.3 修改和刪除已添加的掃頻項 114
6.5 設計檢查和運行仿真分析 114
6.5.1 設計檢查 115
6.5.2 運行仿真分析 115
第7章 HFSS中的變數和Optimetrics 117
7.1 變數 117
7.1.1 變數類型 117
7.1.2 變數定義 118
7.1.3 添加、刪除和使用變數 120
7.2 Optimetrics模組功能簡介 123
7.3 參數掃描分析 123
7.4 最佳化設計 124
7.4.1 初始設計 125
7.4.2 添加最佳化變數 125
7.4.3 構造目標函式 125
7.4.4 最佳化算法 127
7.5 調諧分析 130
7.6 靈敏度分析 130
7.7 統計分析 131
7.8 Optimetrics套用實例 131
7.8.1 定義變數 132
7.8.2 參數掃描分析舉例 134
7.8.3 最佳化設計舉例 137
7.8.4 調諧分析舉例 142
7.8.5 靈敏度分析舉例 144
7.8.6 統計分析舉例 146
第8章 HFSS的數據後處理 149
8.1 求解信息數據 149
8.2 數值結果 151
8.2.1 數值結果的顯示方式 151
8.2.2 數值結果的類型 152
8.2.3 輸出變數 153
8.2.4 查看數值結果的操作步驟 154
8.2.5 編輯圖形顯示結果報告 156
8.3 場分布圖 157
8.3.1 繪製場分布圖的操作步驟 159
8.3.2 場分布圖的動態演示 159
8.4 天線輻射問題的後處理 161
8.4.1 定義遠區場輻射表面 162
8.4.2 天線方向圖 163
8.4.3 天線參數 166
8.4.4 HFSS中天線陣的處理 169
第9章 HFSS環形定向耦合器設計實例 173
9.1 環形定向耦合器簡介 174
9.2 使用HFSS設計環形定向耦合器概述 174
9.2.1 耦合器的理論計算 174
9.2.2 HFSS設計簡介 175
9.2.3 HFSS設計環境概述 175
9.3 新建HFSS工程 176
9.4 創建環形定向耦合器模型 176
9.4.1 設定默認的長度單位 176
9.4.2 建模相關選項設定 177
9.4.3 定義變數length 177
9.4.4 添加新材料 178
9.4.5 創建帶狀線介質層模型 180
9.4.6 創建帶狀線金屬層模型 181
9.5 分配邊界條件和激勵 184
9.6 求解設定 187
9.6.1 求解設定 187
9.6.2 掃頻設定 187
9.7 設計檢查和運行仿真分析 189
9.8 查看仿真分析結果 189
9.8.1 查看S參數掃頻結果 189
9.8.2 查看4GHz頻點的S矩陣 190
9.9 結果討論 191
9.9.1 重新仿真驗證S矩陣結果 192
9.9.2 使用連線埠平移功能驗證S矩陣結果 193
9.10 保存並退出HFSS 194
第10章 HFSS微帶天線設計實例 195
10.1 微帶天線簡介 195
10.2 設計指標和天線幾何結構參數計算 198
10.3 HFSS設計和建模概述 199
10.3.1 微帶天線建模概述 199
10.3.2 HFSS設計環境概述 200
10.4 新建HFSS工程 200
10.5 創建微帶天線模型 201
10.5.1 設定默認的長度單位 201
10.5.2 建模相關選項設定 201
10.5.3 創建參考地 201
10.5.4 創建介質板層 203
10.5.5 創建微帶貼片 204
10.5.6 創建同軸饋線的內芯 205
10.5.7 創建信號傳輸連線埠面 206
10.5.8 創建輻射邊界表面 207
10.6 設定激勵連線埠 208
10.7 添加和使用變數 210
10.7.1 添加設計變數 210
10.7.2 在模型中使用變數 210
10.8 求解設定 211
10.8.1 求解設定 212
10.8.2 掃頻設定 212
10.9 設計檢查和運行仿真分析 213
10.10 查看天線諧振點 213
10.11 最佳化設計 214
10.11.1 參數掃描分析 215
10.11.2 最佳化設計 216
10.12 查看最佳化後的天線性能 219
10.12.1 查看S11參數 219
10.12.2 查看S11參數的Smith圓圖結果 220
10.12.3 查看電壓駐波比 221
10.12.4 查看天線的三維增益方向圖 221
10.12.5 查看平面方向圖 223
10.12.6 其他天線參數 223
10.13 討論 225
第11章 HFSS陣列天線分析 226
11.1 HFSS設計概述 226
11.1.1 陣元模型 227
11.1.2 HFSS設計環境概述 228
11.2 新建工程 228
11.3 創建陣元模型 229
11.3.1 設定默認的長度單位 229
11.3.2 建模相關選項設定 229
11.3.3 創建波導陣元 230
11.3.4 創建陣元外的自由空間模型 231
11.4 分配邊界條件和激勵 232
11.4.1 設定AirBox左右兩側表面為主從邊界條件 232
11.4.2 設定AirBox前後表面為主從邊界條件 235
11.4.3 為陣元波導底面分配波連線埠激勵 235
11.4.4 為AirBox上表面分配Floquet連線埠激勵 235
11.5 求解設定 237
11.6 設計檢查和運行仿真分析 238
11.7 查看仿真分析結果 239
11.7.1 定義輻射表面 239
11.7.2 查看天線陣元場強方向圖 240
11.7.3 查看天線陣列場強方向圖 241
11.8 保存並退出HFSS 243
第12章 HFSS差分信號分析實例 244
12.1 HFSS設計概述 244
12.1.1 HFSS求解類型和建模簡述 245
12.1.2 求解頻率和掃頻設定 246
12.1.3 HFSS設計環境概述 246
12.2 新建工程 246
12.3 創建帶狀線差分對模型 247
12.3.1 設定默認的長度單位 247
12.3.2 建模相關選項設定 247
12.3.3 創建差分信號線模型 248
12.3.4 創建FR4介質層 250
12.3.5 添加和使用變數 251
12.4 分配連線埠激勵 252
12.4.1 創建波連線埠激勵表面 253
12.4.2 分配波連線埠激勵 254
12.4.3 設定差分信號線 255
12.4.4 連線埠平移 256
12.5 求解設定 256
12.5.1 求解頻率設定 256
12.5.2 掃頻設定 257
12.6 設計檢查和運行仿真分析 259
12.7 數據後處理 259
12.7.2 連線埠的差模阻抗和共模阻抗 260
12.7.3 連線埠處差模信號和共模信號的電場分布 261
12.8 參數掃描分析 263
12.8.1 添加掃描參數設定 264
12.8.2 運行仿真計算 264
12.8.3 結果分析 265
12.9 保存並退出HFSS 266
第13章 HFSS諧振腔體分析實例 267
13.1 圓柱形腔體諧振器簡介 267
13.2 HFSS設計概述 269
13.2.1 HFSS建模和求解簡介 269
13.2.2 HFSS設計環境概述 270
13.3 新建工程 270
13.4 創建圓形諧振腔模型 271
13.4.1 設定默認的長度單位 271
13.4.2 建模相關選項設定 271
13.4.3 定義設計變數 272
13.4.4 創建圓形諧振腔體模型 272
13.5 邊界條件和激勵 273
13.6 求解設定 274
13.7 設計檢查和運行仿真分析 275
13.8 結果分析 275
13.8.2 腔體內部電磁場的分布 276
13.9 參數掃描分析 280
13.9.1 創建介質圓柱體 280
13.9.2 添加參數掃描分析設定 281
13.9.3 運行參數掃描分析 282
13.9.4 參數掃描分析結果 282
13.10 保存並退出HFSS 283
第14章 HFSS計算SAR工程實例 284
14.1 設計背景 284
14.2 HFSS設計概述 285
14.2.1 建模概述 286
14.2.2 HFSS設計環境概述 286
14.3 新建工程 286
14.3.1 運行HFSS並新建工程 286
14.3.2 設定求解類型 286
14.3.3 設定默認的長度單位 287
14.3.4 建模相關選項設定 287
14.4 創建偶極子天線模型 288
14.4.1 創建相對坐標系 288
14.4.2 創建偶極子天線模型 289
14.4.3 給偶極子天線分配集總連線埠激勵 291
14.5 創建外殼和腦組織液模型 293
14.5.1 創建第一個球體 293
14.5.2 創建第二個球體 295
14.5.3 生成外殼和腦組織液模型 296
14.6 創建SAR的計算線 297
14.7 分配輻射邊界條件 298
14.8 求解設定 299
14.9 設計檢查和運行仿真分析 300
14.10 查看分析結果 300
14.10.1 SAR計算結果 300
14.10.2 BrainFluid模型內部的電場分布 301
14.11 保存並退出HFSS 301
附錄 HFSS中的快捷鍵 302
