HFSS脚本建模入门

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学个Antenna是以天线仿真和调试为主，理论原理为辅的干货天线技术专栏，包括天线入门知识以及各类天线的原理简介、仿真软件建模、设计、调试过程及思路。

摘要：

HFSS作为高频结构设计的首选工具和行业标准，能从几何结构、材料特性到分析、控制及所有后处理进行全参量化设计。可对于仿真设计相关的工程师来说，利用HFSS软件进行3D可视化建模容易，但是后期的模型维护和传阅却难以为继。

本文使用的电磁仿真软件为ANSYS Electronics Desktop Version 2017.2.0

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HFSS脚本录制

下图所示环形器的HFSS建模不难，但是工程师们建模习惯不同，最后各自的仿真模型在进行传阅时，其可读性就难免参差不齐。有的喜欢预估好初始值后进行纯数字建模，有的喜欢variables和数字混用，即使是有些人采用全参量化建模，由于大家命名习惯大相径庭，最终拿到别人的仿真文件进行参数微调时，也会对模型的建立逻辑和某些结构对应的变量有所困惑。

特别是在别人已经建立好的模型上进行调试优化时，面对“一砖一瓦”构成的复杂结构时，想通过Delete Last Operation操作来窥视开发者的模型确实比较麻烦。

这里提供一种最简单的方法：HFSS自带的Record Script To File功能进行vbs脚本的录制。可能大家听说过这个功能，但是在实施过程中遇到一些困难。比如明明录制好了，再次Run Script进行重构模型为什么报错呢？

如下图所示，随便建立一个文件进行模型的绘制，对其进行vbs脚本录制：

Run Script后，HFSS软件提示报错，很多人第一次使用这个可能都会遇到这种问题。

其实只需要在录制脚本前，软件处于空文件状态(Project Manager下无Project和Design)，这样从零开始录制的脚本执行起来就不会报错。

经过上述操作后录制的vbs代码如下（可直接复制到txt文件里，将文件类型后缀改为.vbs，在HFSS软件中的Tool->Run Script载入执行即可）：

' ----------------------------------------------' 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)


除了录制建模的脚本，我们还可以进行繁琐的数据处理、导出步骤的录制，如下面代码就是为了实现S11和3D方向图数据的一键式导出。

' ----------------------------------------------' 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：项目名称 Project NameSet oProject = oDesktop.SetActiveProject('dipole_simu')'veeDipole_idealFeed1：设计名称 Design NameSet oDesign = oProject.SetActiveDesign('veeDipole_idealFeed1')Set oModule = oDesign.GetModule('ReportSetup')'oModule.ExportToFile 'Results下的报告名称', 'csv保存路径+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'

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HFSS API脚本化建模

前文已经介绍了如何录制脚本，便于模型的重建和数据的导出。但是对方收到vbs文件后，要进行模型的修改，没有注释其实看起来也是一团糟的。虽然可以通过多次删除部分vbs代码一步步回构到自己想要的节点，不过这种方法也是有点麻烦。

幸运的是，matlab调用hfss的这项工程早已在Github上模块化并开源了。

由于Github在境内大概率访问不了，这里贴了一条镜像的链接：

https://github.com.cnpmjs.org/yuip/hfss-api

如果遇到下面问题，多刷新几次就好了：

最后我们可以选择排的最靠前的yuip/hfss-api，对其zip文件进行下载。

因为都是英文注释，需要使用者有一点英文阅读水平，通过examples里面的示例进行各模块function的功能以及参量传入、调用方法的熟练使用。

有了matlab和hfssapi后，能做的事情就多了，比如下面这个就利用matlab读入图像并保存各像素点rgb数值，然后再利用hfssapi中的hfssRectangle和hfssSetColor函数进行图像在HFSS中的重绘。

想更深一步了解hfss脚本，可以在ANSYS Electronics Desktop Version 2017.2.0及以上版本中的Help中打开HFSS Scripting这个帮助文档，一千多页的内容特别详实。

想象一下，你给别人一个vbs脚本，就几kB，然后对方就能复构你的HFSS模型，是不是特别酷炫，还节省占用空间？

应读者朋友们对这个系列文章的喜爱，也为了能够更系统更全面地介绍MATLAB-HFSS-API相关知识，现推出该系列课程，共25课时，欢迎大家加入课程学习！

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