利用HFSS軟件進行3D可視化建模

摘要：

HFSS作為高頻結構設計的首選工具和行業(yè)標準，能從幾何結構、材料特性到分析、控制及所有后處理進行全參量化設計?？蓪τ?a target="_blank">仿真設計相關的工程師來說，利用HFSS軟件進行3D可視化建模容易，但是后期的模型維護和傳閱卻難以為繼。

本文使用的電磁仿真軟件為ANSYS Electronics Desktop Version 2017.2.0

0 1HFSS腳本錄制

下圖所示環(huán)形器的HFSS建模不難，但是工程師們建模習慣不同，最后各自的仿真模型在進行傳閱時，其可讀性就難免參差不齊。有的喜歡預估好初始值后進行純數(shù)字建模，有的喜歡variables和數(shù)字混用，即使是有些人采用全參量化建模，由于大家命名習慣大相徑庭，最終拿到別人的仿真文件進行參數(shù)微調(diào)時，也會對模型的建立邏輯和某些結構對應的變量有所困惑。

特別是在別人已經(jīng)建立好的模型上進行調(diào)試優(yōu)化時，面對“一磚一瓦”構成的復雜結構時，想通過Delete Last Operation操作來窺視開發(fā)者的模型確實比較麻煩。

這里提供一種最簡單的方法：HFSS自帶的Record Script To File功能進行vbs腳本的錄制。可能大家聽說過這個功能，但是在實施過程中遇到一些困難。比如明明錄制好了，再次Run Script進行重構模型為什么報錯呢？

如下圖所示，隨便建立一個文件進行模型的繪制，對其進行vbs腳本錄制：

Run Script后，HFSS軟件提示報錯，很多人第一次使用這個可能都會遇到這種問題。

其實只需要在錄制腳本前，軟件處于空文件狀態(tài)（Project Manager下無Project和Design），這樣從零開始錄制的腳本執(zhí)行起來就不會報錯。

經(jīng)過上述操作后錄制的vbs代碼如下（可直接復制到txt文件里，將文件類型后綴改為.vbs，在HFSS軟件中的Tool-》Run Script載入執(zhí)行即可）：

‘ ----------------------------------------------’ Script Recorded by ANSYS Electronics Desktop Version 2017.2.0‘ ----------------------------------------------Dim oAnsoftAppDim oDesktopDim oProjectDim oDesignDim oEditorDim oModuleSet oAnsoftApp = CreateObject（“Ansoft.ElectronicsDesktop”）Set oDesktop = oAnsoftApp.GetAppDesktop（）oDesktop.RestoreWindowSet oProject = oDesktop.NewProjectoProject.InsertDesign “HFSS”， “HFSSDesign1”， “DrivenModal”，

“”Set oDesign = oProject.SetActiveDesign（“HFSSDesign1”）Set oEditor = oDesign.SetActiveEditor（“3D Modeler”）oEditor.CreateRegularPolyhedron Array（“NAME:PolyhedronParameters”， “XCenter：=”， _ “-0.4mm”， “YCenter：=”， “-0.4mm”， “ZCenter：=”， “0mm”， “XStart：=”， “0.2mm”， “YStart：=”， _ “0.2mm”， “ZStart：=”， “0mm”， “Height：=”， “1.2mm”，

“NumSides：=”， “12”， “WhichAxis：=”， _ “Z”）， Array（“NAME:Attributes”， “Name：=”， “RegularPolyhedron1”， “Flags：=”， “”， “Color：=”， _ “（143 175 143）”， “Transparency：=”， 0， “PartCoordinateSystem：=”， “Global”， “UDMId：=”， _ “”， “MaterialValue：=”， “” & Chr（34） & “vacuum” & Chr（34） & “”， “SurfaceMaterialValue：=”， _ “” & Chr（34） & “” & Chr（34） & “”， “SolveInside：=”， true， “IsMaterialEditable：=”， _ true，

“UseMaterialAppearance：=”， false）oEditor.CreateCylinder Array（“NAME:CylinderParameters”，

“XCenter：=”， “0.8mm”， “YCenter：=”， _ “1.8mm”， “ZCenter：=”， “0mm”， “Radius：=”， “0.2mm”， “Height：=”， “1mm”， “WhichAxis：=”， _ “Z”， “NumSides：=”， “0”）， Array（“NAME:Attributes”， “Name：=”， “Cylinder1”， “Flags：=”， _ “”，

“Color：=”， “（143 175 143）”， “Transparency：=”， 0， “PartCoordinateSystem：=”，

_ “Global”， “UDMId：=”， “”， “MaterialValue：=”， “” & Chr（34） & “vacuum” & Chr（34） & “”， “SurfaceMaterialValue：=”， _ “” & Chr（34） & “” & Chr（34） & “”，

“SolveInside：=”， true， “IsMaterialEditable：=”， _ true， “UseMaterialAppearance：=”， false）oEditor.CreateBox Array（“NAME:BoxParameters”， “XPosition：=”，

“0.6mm”， “YPosition：=”， _ “-2.6mm”， “ZPosition：=”， “0mm”， “XSize：=”， “0.8mm”， “YSize：=”， “0.4mm”， “ZSize：=”， _ “0.8mm”）， Array（“NAME:Attributes”， “Name：=”， “Box1”， “Flags：=”， “”， “Color：=”， _ “（143 175 143）”，

“Transparency：=”， 0， “PartCoordinateSystem：=”， “Global”， “UDMId：=”， _ “”， “MaterialValue：=”， “” & Chr（34） & “vacuum” & Chr（34） & “”，

“SurfaceMaterialValue：=”， _ “” & Chr（34） & “” & Chr（34） & “”， “SolveInside：=”， true， “IsMaterialEditable：=”， _ true， “UseMaterialAppearance：=”， false）oEditor.CreateCone Array（“NAME:ConeParameters”， “XCenter：=”， “2.2mm”， “YCenter：=”， _ “-0.2mm”，

“ZCenter：=”， “0mm”， “WhichAxis：=”， “Z”， “Height：=”， “0.6mm”， “BottomRadius：=”， _ “0.447213595499958mm”， “TopRadius：=”， “0.4mm”）， Array（“NAME:Attributes”， “Name：=”， _ “Cone1”，

“Flags：=”， “”， “Color：=”， “（143 175 143）”， “Transparency：=”， 0， “PartCoordinateSystem：=”， _ “Global”， “UDMId：=”， “”， “MaterialValue：=”， “” & Chr（34） & “vacuum” & Chr（34） & “”，

“SurfaceMaterialValue：=”， _ “” & Chr（34） & “” & Chr（34） & “”， “SolveInside：=”， true， “IsMaterialEditable：=”， _ true， “UseMaterialAppearance：=”， false）

除了錄制建模的腳本，我們還可以進行繁瑣的數(shù)據(jù)處理、導出步驟的錄制，如下面代碼就是為了實現(xiàn)S11和3D方向圖數(shù)據(jù)的一鍵式導出。

’ ----------------------------------------------‘ Script Recorded by ANSYS Electronics Desktop Version 2017.2.0’

----------------------------------------------Dim oAnsoftAppDim oDesktopDim oProjectDim oDesignDim oEditorDim oModuleSet oAnsoftApp = CreateObject（“Ansoft.ElectronicsDesktop”）Set oDesktop = oAnsoftApp.GetAppDesktop（）oDesktop.RestoreWindow‘dipole_simu：項目名稱 Project NameSet oProject = oDesktop.SetActiveProject（“dipole_simu”）’veeDipole_idealFeed1：設計名稱

Design NameSet oDesign = oProject.SetActiveDesign（“veeDipole_idealFeed1”）Set oModule = oDesign.GetModule（“ReportSetup”）‘oModule.ExportToFile “Results下的報告名稱”， “csv保存路徑+csv文件名”oModule.ExportToFile “S11”， “C:/Users/Administrator/Desktop/S11.csv”oModule.ExportToFile “Gain Plot 1”， _ “C:/Users/Administrator/Desktop/Gain Plot 1.csv”

0 2HFSS API腳本化建模

前文已經(jīng)介紹了如何錄制腳本，便于模型的重建和數(shù)據(jù)的導出。但是對方收到vbs文件后，要進行模型的修改，沒有注釋其實看起來也是一團糟的。雖然可以通過多次刪除部分vbs代碼一步步回構到自己想要的節(jié)點，不過這種方法也是有點麻煩。

幸運的是，matlab調(diào)用hfss的這項工程早已在Github上模塊化并開源了。

最后我們可以選擇排的最靠前的yuip/hfss-api，對其zip文件進行下載。

因為都是英文注釋，需要使用者有一點英文閱讀水平，通過examples里面的示例進行各模塊function的功能以及參量傳入、調(diào)用方法的熟練使用。

有了matlab和hfssapi后，能做的事情就多了，比如下面這個就利用matlab讀入圖像并保存各像素點rgb數(shù)值，然后再利用hfssapi中的hfssRectangle和hfssSetColor函數(shù)進行圖像在HFSS中的重繪。

想更深一步了解hfss腳本，可以在ANSYS Electronics Desktop Version 2017.2.0及以上版本中的Help中打開HFSS Scripting這個幫助文檔，一千多頁的內(nèi)容特別詳實。

想象一下，你給別人一個vbs腳本，就幾kB，然后對方就能復構你的HFSS模型，是不是特別酷炫，還節(jié)省占用空間？

原文標題：學個Antenna：HFSS腳本建模入門

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責任編輯：haq