hfss是什么软件

总结：hfss是一款天线仿真软件。具体 *** 作步骤如下：一、建立模型。1、点击project选项，在下拉菜单中选择insert hfss design。2、点击hfss选项，在下拉菜单中选项solution type在选择modal。3、点击moderler选项，点击units，设置单位为mm。4、点击modeler，再点击import导入cad图。二、设置端口。1、更改材料，在要修改的文件上右击，点击Assign Material。2、添加端口，端口选择wave port,阻抗选择50欧姆。三、调整仿真。1、点击project，找到analysis，右键选择add solution setup。2、右击setup，点击add frquency sweep。四、结果显示。1、点击hfss，再点击analyze all。2、选中results，在其上右击，选择合适的模板显示结果。

演示环境信息：电脑：ThinkPad 翼14 Slim，系统：window10家庭中文版，软件：hfss2020r1。

图文步骤：一、建立模型。

1、点击project选项，在下拉菜单中选择insert hfss design。2、点击hfss选项，在下拉菜单中选项solution type在选择modal。

3、点击moderler选项，点击units，设置单位为mm。

4、点击modeler，再点击import导入cad图。二、设置端口。

1、更改材料，在要修改的文件上右击，点击Assign Material。2、添加端口，端口选择wave port,阻抗选择50欧姆。三、调整仿真。

1、点击project，找到analysis，右键选择add solution setup。

2、右击setup，点击add frquency sweep。四、结果显示。

1、点击hfss，再点击analyze all。

2、选中results，在其上右击，选择合适的模板显示结果。注意事项：由于软件为英文软件，一定要注意不要选错选项。

使用高速连接器时，对焊盘设计、过孔设计有一定要求，本文以一个SMP连接器为例，阐述优化其PCB设计的过程。

将连接器厂商提供的3D模型导入HFSS，改变设计参数（主要是与信号同层的GND Shape间距、过孔数量及间距等），观察TDR。

第一步通过Polar计算一下PCB走线的特征阻抗值，本例中走线阻抗为52.46Ohm，实际制造时会要求板厂控制50Ohm+/-10%阻抗，板厂会相应调整线宽、叠层厚或其他设计参数和工艺参数来满足阻抗控制要求。

PCB通过BRD->SIW->HFSS的流程导入。在SIW环节需要对PCB进行前处理，具体包含以下步骤和注意事项：

a. 剪切。只将连接器及就近走线手动剪切出来，方便添加Wave Port，减小仿真规模。

b. 叠层设置。将真实叠层设置进SIWAVE，包含介质的Dk/Df。

c. 过孔设置。设置正确的孔壁厚度或是金属填实。

d. 3D导出设置。3D Export Options->Solid Model，取消勾选100% Via Fill，Ignore unconnected pads, Ignore cutouts with area, Ignore cutouts with geometries，总之工具希望简化3D建模的都取消掉。3D Export Options->General，务必将Pad Facets, AntiPad Facets, Via Facets宣威True Cylinder，否则导入到HFSS中圆形会变成多边形。

e. 网络设置。务必将待仿真信号网络勾选，否则默认导入HFSS以后会自动删除未勾选的网络形状。

在HFSS界面进行三维结构建模，包含以下步骤和注意事项：

a. PCB铜皮内收。PCB板厂在加工时，会对Outline边缘处铜皮内收0.2mm，在BRD文件中，shape很好处理，但Pad无法处理，需要在HFSS里面进行内收。铜皮内收可以使用Draw box，沿着介质边画长方体，再选中铜皮和box右键->Edit->Boolean->Substract，选择左侧元件减去右侧元件。

b. PCB信号剪切。SIWAVE中Trace的剪切面会呈椭圆形，为了方便在剪切面创建Wave Port，需要将其剪切。

c. 导入连接器模型。本例中连接器模型格式为*.a3dcomp，模型内部内建了wave port，需要将求解类型修改为，Drive Modal, 方法为HFSS->Solution Type Modal，安费诺对其说明为：

Project Manager->3D Components右键->Browse 3D Components，选择相应的*.a3dcomp模型导入。

d. 移动连接器模型。通过Rotate、Move命令，将连接器移动到PCB相应位置，一般连接器和PCB之间会留0.1mm高度填锡。

e. 画锡。根据连接器尺寸图画锡，充分利用布尔运算功能。

f. 创建Port。除了连接器内部wave port以外，需要在PCB走线端手动画wave port。wave port的积分线从底到顶，大小遵循以下经验规则：

g. 画空气盒子。需要空气盒子的一面与连接器处wave port共面，另一面与PCB处wave port共面，其他几面的设置原则TBD。

h. 设置仿真条件，启动仿真。

根据TDR结果，发现连接器的Pin处阻抗偏小，最低处达到38.5Ohm，通过分析应该是信号焊盘处焊盘偏大导致的，但是为了可焊性不能缩小焊盘，只能调节其他参数。现在通过两个手段进行调整：

-在信号焊盘下方挖地

-增加L2的GND避让

仿真考虑5种情况：

从TDR可以看出：

从S11可以看出：

从Group Delay可以看出：

由上面分析可知，对于需要焊接的连接器而言，无论如何需要一个大焊盘，从而导致阻抗偏低。如果需要更高的频率范围，则可以考虑点触式SMA连接器，针用类似Pogo Pin的形式顶在Pad上，通过螺丝进行加固。

可以看一下上述结构中，回流路径上的电场是怎么分布的：

可以发现：

这个也是大家在学习HFSS之前比较关心的问题，HFSS是一款专业性很强的软件，因此肯定不会像word之类的常用软件一样拿到手就会用，需要具备一定的专业基础知识。用户在学习之前需要了解的基础知识包括：基础微波技术知识、电磁场基本理论、S参数相关知识等。

当然，个人认为大家既然希望学习HFSS，肯定都是打算用来设计分析某一类问题，比如你是打算学习HFSS用于设计滤波器，那么滤波器的基础知识你应该掌握了；或者你是打算学习HFSS用于设计天线，那么天线的基础知识你应该掌握了。这也就足够了，不用再去为学习哪些基础知识而烦恼，打开HFSS，大胆地用起来，所谓实践出真知，在用的过程中发现某些 *** 作或设置自己搞不明白，此时再有针对性地去看相关基础知识，效果会更好。如果为了学习基础知识而学习基础知识，常常是太多东西要学，不知从哪里入手了。借用耐克的一句广告用语：“Just do it！”

还有一个问题，既然HFSS使用有限元算法(FEM)，那么用户在使用HFSS之前是否需要专门去学习有限元算法的知识呢？我的意见是可以不用去学习，HFSS是把算法完全封装起来的，用户界面完全接触不到，需要用户做的只是设置几个相关的参数，然后剩下的完全由软件自动完成。当然，学习过程中，用户可以花1~2个小时的时间简单看一下电磁有限元算法是怎么回事，这样可以有助于理解HFSS的求解设置项中一些相关参数的设置。

现在的HFSS采用标准的Windows图形用户界面，界面还是相当友好的，学习起来也不会太难。学习HFSS，首先要搞清楚HFSS的设计分析流程，HFSS设计流程可以归纳为：选择求解类型→创建设计模型→分配边界条件和端口激励→求解设置→运行仿真分析→数据后处理查看分析结果。另外在HFSS中还有一个Optimetrics模块，使用该模块可以实现参数化扫描分析和优化设计。

在刚开始学习时，大家可以先找一个例子，照猫画虎跟着做两遍；或者找一套完整的视频课程，从头到尾看一遍；这个过程，有不懂的地方没关系，不懂的问题放一边，坚持看完。刚开始的这一过程的目标是对HFSS建立一个总体的认知并对HFSS设计流程建立简单的了解。

对HFSS有了总体认知和简单地了解了HFSS的整个设计流程后，接下来再去认真地学习设计流程中每一步的具体 *** 作、具体设置、并搞清楚为什么要这样去进行设置和 *** 作。

对于求解类型，需要搞清楚Driven Modal（模式驱动求解）、Driven Terminal（终端驱动求解）和Eigen Mode（本征模求解）这三者的区别和适用条件。

对于创建设计模型，需要熟练掌握各种原型物体的创建、各种建模 *** 作——如旋转、复制、移动、布尔 *** 作等的应用，以及模型材质的添加和分配等。

关于边界条件和端口激励的设置，是HFSS应用和学习的重点和难点；“边界条件决定场”，正确地理解和使用边界条件是正确使用HFSS仿真分析电磁问题的前提；HFSS中定义了多种边界条件，大家在学习过程中必须认真的弄清楚各个边界的定义、应用场合和如何正确使用。关于边界条件的理解掌握和正确地设置和使用，需要一些电磁学方面的基础知识。关于端口激励的设置和使用，大家重点掌握波端口激励（wave port）和集总端口激励（lumped port）这两种激励类型，这是HFSS最常用到的两种激励类型，大家在学习是需要领会二者之间的异同点。总之边界条件和激励是HFSS应用中的重点和难点，对于初学者，需要花更多的精力搞清楚两方面的相关知识。

对于求解设置，主要添加和设置求解频率、扫频频率范围、网格剖分 *** 作等参数。求解频率和扫频频率范围会和实际设计相关；网格剖分 *** 作会设计到有限元算法的一些基本概念，了解有限元算法的基本概念，会有助于对网格剖分设置参数的理解。

对于数据后处理部分，主要用于查看仿真分析后的各项分析结果的，学习时大家需要搞清楚HFSS具体可以查看哪些分析结果，理解每项分析结果的含义，以及如何查看相应的分析的结果。

最后，关于Optimetrics模块，它是HFSS中用于优化设计和参数扫描分析的工具，借助于Optimetrics模块中的各项功能可以实现自动分析设计模型参数的变化对设计模型性能的影响，并能够在设计模型不满足设计要求的情况下，找出满足设计要求的模型参数。要使用Optimetrics模块进行参数扫描分析或者优化设计，首先需要创建参数化的模型——即定义一系列的变量来表示模型的尺寸。所以关于该模块使用的学习，不仅要学习参数扫描分析或优化设计本身的相关设置和使用 *** 作，还需要学习变量的定义和使用，以及参数化模型的创建。

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