电磁场HFSS试验报告

. 实验一实验一 T T 形波导的内场分析形波导的内场分析 实验目的实验目的 1、 熟悉并掌握 HFSS 的工作界面、操作步骤及工作流程。 2、掌握 T 型波导功分器的设计方法、 优化设计方法和工作原理。 实验仪器实验仪器 1、 装有 windows 系统的 PC 一台 2、 HFSS15.0 或更高版本软件 3、 截图软件 实验原理实验原理 本实验所要分析的器件是下图所示的一个带有隔片的 T 形波导。 其中，波导的端口 1 是信号输入端口，端口 2 和端口 3 是信号输出端 口。正对着端口 1 一侧的波导壁凹进去一块，相当于在此处放置一个 金属隔片。通过调节隔片的位置可以调节在端口1 传输到端口 2，从 端口 1 传输到端口 3 的信号能量大小， 以及反射回端口 1 的信号能量 大小。 T T 形波导形波导 教育范文 . 实验步骤实验步骤 1、新建工程设置： 运行 HFSS 并新建工程：打开 HFSS 软件后，自动创建一个新工 程： Project1，由主菜单选 File\Save as ，保存在指定的文件夹 内，命名为 Ex1_Tee；由主菜单选 Project\ Insert HFSS Design， 在工程树中选择 HFSSModel1，点右键，选择 Rename 项，将设计命 名为 TeeModel。 选择求解类型为模式驱动（Driven Model） ：由主菜单选 HFSS\Solution Type ，在弹出对话窗选择 Driven Model 项。 设置长度单位为 in：由主菜单选 3D Modeler\Units ，在 Set Model Units 对话框中选中 in 项。 。 2、创建 T 形波导模型： 创建长方形模型： 在 Draw 菜单中， 点击 Box选项， 在 Command 页输入尺寸参数以及重命名； 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Transparent（透明度）将其设为 0.8。Material（材料）保持为 Vacuum。 设置波端口源励：选中长方体平行于 yz 面、x=2 的平面；单击 右键，选择 Assign Excitation\Wave port 项，弹出 Wave Port 界 面， 输入名称 WavePort1； 点击积分线 (Integration Line) 下的 New line ，则提示绘制端口，在绘图区该面的下边缘中部即（2,0,0)处 点左键，确定端口起始点，再选上边缘中部即(2,0,0.4)处，作为端 口终点。 教育范文 . 复制长方体：展开绘图历史树的 Model\Vacuum\Tee 节点，右 键点击 Tee 项，选择 Edit\Duplicate\Around Axis，在弹出对话窗 的 Axis 项选择 Z，在Angel 项输入 90deg，在 Total Number 项输入 2，点 OK，则复制、添加一个长方体，默认名为 TEE_1。重复以上步 骤，在 Angel 项输入-90，则添加第 3 个长方体，默认名 Tee_2. 合并长方体： 鼠标右键切换到物体选择状态。 选中第 1 个长方体， 按下 Ctrl 键的同 时选 中第 2、3 个长 方体 ，由主 菜单 选 3D Modeler\Boolean\Unite，则将三个长方体组合在一起，形成了一个 T 型接头。 创建隔片：绘制长方体：Draw/box 命令任意创建一个长方体， 确定位置参数：绘图工程树双击CreateBox1 在属性对话窗口的 Command 页，在 Position 项输入-0.45in , offset-0.05in , 0in， 调整长方体尺寸； 由 T 型接头中减去间隔： 在历史树中选择 Tee 项， 按 下 Ctrl 键 的 同 时 再 选 中 Septum 项 。 由 主 菜 单 选 3D Modeler\Boolean\Subtract ， 在弹出对话窗口中， 确定 Tee 在 Blank Parts 列，Septum 在 Tool Parts 列（即将间隔从型接头中去掉） ，点 OK 完成。 3、分析求解设置： 在工程树中，找到 TeeModel\Analysis 节点，点右键 ，选择 Add Solution Setup ，弹出对话窗。在 General 标签页的 Solution 项输入 10，默认单位为 GHz，在 Adaptive Solutions 的 Maximum Number of Passes 项设为 3，其它不变，点击确定。 教育范文 . 添加扫频设置：在工程树中的Setup1 项上点右键，选择 Add Frenquency Sweep，在弹出对话窗中选择General 项，其它具体设置 默认不变； 在 Type 栏选择 Linear Step， 定义频率范围为： 8～10GHz， 阶长 0.05GHz，点 OK 完成。 设计检查：主菜单选 HFSS\Validation Check，则弹出确认检查 窗口，对设计进行确认。全部完成且没有错误时，点Close 结束。 4、运行仿真分析： 由主菜单选 HFSS\Analyze all，对设计的模型进行三维场分析 求解。求解全部完成后，在信息管理区会出现确定信息。 5、查看仿真分析计算结果： 创建一个 S 参数的矩形曲线图；创建一个电场视图；创建动态演 示场覆盖图 内场分析结果内场分析结果 1、 0.75 图形化显示 S 参数计算结果 XY Plot 1 TeeModal Curve Info mag(S(P ort1,Port1)) Setup1 : Sweep1 mag(S(P ort1,Port2)) Setup1 : Sweep1 ANSOFT 0.63 mag(S(P ort1,Port3)) Setup1 : Sweep1 0.50 Y 1 0.38 0.25 0.13 8.008.258.508.759.00 Freq [GHz] 9.259.509.7510.00 图形化显示 S 参数幅度随频率变化的曲线 2、查看表面电场分布 教育范文 . 表面场分布图 3、动态演示场分布图 实验总结：实验总结： 教育范文 . 实验二实验二 T T 形波导的优化设计形波导的优化设计 实验目的实验目的 1、 熟悉并掌握 HFSS 的工作界面、操作步骤及工作流程。 2、掌握 T 型波导功分器的设计方法、 优化设计方法和工作原理。 实验仪器实验仪器 1、 装有 windows 系统的 PC 一台 2、 HFSS15.0 或更高版本软件 3、 截图软件 实验原理实验原理 利用参数扫描分析功能。分析在工作频率为 10GHz 时，T 形波导 3 个端口的信号能量大小随着隔片位置变量 Offset 的变化关系。利用 HFSS 的优化设计功能，找出隔片的准确位置，使得在 10GHz 工作频 点，T 形波导商品 3 的输出功率是端口 2 输出功率的两倍。 实验步骤实验步骤 1、新建一个优化设计工程； 由主菜单选 File\Open，打开第二部分所创建的Ex1_Tee.hfss 文 件。由主菜单选 File\Save as ，保存在自建文件夹