HFSS学习之旅：入门与初探

本稿件属于日常学习记录，希望其内容可以帮助刚开始进入电磁场与电磁波相关领域的同学，我们一起共同进步，成为更好的自己。

1、今日任务：

本此任务主要是利用HFSS软件对简单的微带线进行全波仿真，首先，我们需要理解微带线的结构及其工作原理；然后，我们需要掌握如何利用HFSS软件构建微带线模型；其次，我们需要学会如何设置边界条件和端口；最后，通过学会利用软件对场进行仿真和分析。

2、具体内容：

2.1 软件介绍

HFSS软件图标

目前，常用于电磁仿真的主流软件有三种：Ansys HFSS、CST MICROWAVE STUDIO和ADS。其中，HFSS（High Frequency Structure Simulator）是Ansoft公司推出的三维电磁仿真软件,目前已被ANSYS公司收购;是世界上第一个商业化的三维结构电磁场仿真软件，业界公认的三维电磁场设计和分析的工业标准。HFSS提供了一简洁直观的用户设计界面、精确自适应的场解器、拥有空前电性能分析能力的功能强大后处理器，能计算任意形状三维无源结构的S参数和全波电磁场。HFSS软件拥有强大的天线设计功能，它可以计算天线参量，如增益、方向性、远场方向图剖面、远场3D图和3dB带宽；绘制极化特性，包括球形场分量、圆极化场分量、Ludwig第三定义场分量和轴比。使用HFSS，可以计算：① 基本电磁场数值解和开边界问题，近远场辐射问题；② 端口特征阻抗和传输常数；③ S参数和相应端口阻抗的归一化S参数；④ 结构的本征模或谐振解。而且，由Ansoft HFSS和Ansoft Designer构成的Ansoft高频解决方案，是目前唯一以物理原型为基础的高频设计解决方案，提供了从系统到电路直至部件级的快速而精确的设计手段，覆盖了高频设计的所有环节。

2.2 微带线机构及其原理

微带线结构如图所示，主要分为三层，分别是微带线层、介质层和地线层，可以通过调节微带线宽度W、厚度t和介质厚度和介电常数改变阻抗特性，可以较好地进行网络匹配获取最大输出功率，从而实现高频信号传输的功能。