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在HFSS中快速建模/创建天线阵的方法
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目录
写在前面的话有关的资料和视频链接
关于脚本文件vbs脚本文件的简单展示
创建阵列使用Matlab的函数的注意事项建模的目标编程的简单介绍
结论
写在前面的话
时隔两周，我又回来啦！这次主要带来一个在软件学习过程中的一个额外收获，就是基于Matlab创建天线阵的方法。其实HFSS自带的3D模型创建已经可以满足日常使用所需，但是在一些特殊结构（比如满足某个函数的天线阵列）的创建中，建模的操作会变得无比繁琐。这时候就不得不提到HFSS的脚本文件vbs了。我们可以使用Matlab丰富的库函数来帮助我们生成vbs文件，然后在HFSS中将模型快速的建立。 有关的资料和视频链接这边推荐一下B站up主shygeyang的视频，我也是从这里面了解到这个的： MATLAB，HFSS, API表面阵列的设计: link. 视频中提到的吴迪（无敌？）大佬的文件：link. 视频中up主的演示文件：link 关于脚本文件vbsVBScript 是 Microsoft Visual Basic Script Edition 的缩写，是微软公司可视化 BASIC的脚本版。而VBS是VBScript的简写。是基于 Visual Basic 的脚本语言设计的。换言之, Microsoft Visual Basic 是微软公司，推出的一套可视化编程工具, 语法基于 Basic 模式。在此环境下，脚本语言, 不编译成二进制文件, 直接由宿主解释源代码并执行, 在此条件下所写的程序不是直接编译成.exe 格式可执行文件,而是直接给用户发送信息到.vbs 的源程序, 用户能直接执行，而不需了解其中很多繁杂的环节。也就是说，它可以实现各种各样的任务自动化，可以使我们从重复琐碎的工作中解脱出来，极大的提高工作效率，节省大量的时间和精力。（这段是我复制的，O(∩_∩)O哈哈~） 在这里而言，我们只要知道可以通过编写vbs文件来实现天线的快速创建就可以了，而Matlab就是我们可以快速创建vbs文件的工具。实际上Python也可以的，而HFSS也可以直接读取py格式的脚本文件。只是对我而言还是Matlab更加熟悉一些，这就看个人的喜好了。 脚本文件的简单展示打开可爱的海飞丝，左键单击工具栏tools->record script to file，选择好存储路径，文件类型为vbs。之后软件就开始记录你的操作了，这边我们创建一个贴片Patch： 我学习这个的根本目的在于，在可以预见的将来，我会面对不少天线阵的建模。虽然主从边界条件很方便，但是还是有很多它无法顾及的地方，比如边缘效应，还有一些非周期的天线阵。 使用Matlab的函数的注意事项啊，这边就是调用啊，你甚至不太用懂函数是怎么运作的，只要知道输入和输出就好……而且吴迪大佬的函数名都很直接的，只要HFSS建模的操作会用基本不存在使用障碍。，就是使用之前注意一下HFSS版本会不会有冲突——毕竟海飞丝的换代还是挺频繁的，有时候脚本文件的一些命名也会发生改变，这边2018,2019版本的HFSS基本都可以运行。 还有就是吴迪的工程下有很多文件夹，这边只要使用3dmodeler,analysis和boundary三个文件夹下的就可以了。还有就是这些函数其实不能完整的覆盖所有建模的工作，比如有一些边界条件（RLC什么的）是没有的，喜欢的大兄弟可以自己写写，懂了之后其实相对还是比较简单的。 建模的目标就拿我手头上的一个仿真工作来说吧，基本目标就是这个玩意，基本单元并不复杂，具体细节在’‘Circuit-based nonlinear metasurface absorbers for high power surface currents’'这篇文章中可以看到。因为要在超表面上添加电路元件，所以每一个电路元件要留两个集总端口，而光是一个单元就有两个电阻，两个电容还有一个二极管！更不要说其他的一些相减操作了。其实这个仿真后续还涉及到路的仿真，我现在还在琢磨，再过段时间可以抽空写一写心得。 可以创建文件： fileName = ['absorb_surface',num2str(N),'_',num2str(fc),'G_',num2str(arraynum)]; tmpScriptFile = ['路径'.vbs'];Matlab中也可以添加HFSS的变量，使用’hfssaddVar’ hfssaddVar(fid, 'f0', f, []);这边编程的时候可以使用相对坐标系：这边给出一部分代码吧 for n=1:N for m=1:M i=N*(m-1)+n; %%%%add local CS CSName = ['CS', num2str(i)]; Origin = {['(',num2str(m),' -(M+1)/2)*p'],['((N+1)/2-',num2str(n),')*p'],'0'}; XAxisVec = [1 0 0 ]; YAxisVec = {0, 1, 0}; hfssCreateRelativeCS(fid, CSName, Origin,XAxisVec, YAxisVec, units); hfssSetWCS(fid, CSName); %%%%%%%Array of metasrface(square loop) squarebig{i} = ['squarebig_',num2str(i)]; Start_squareloop = {'-te/2','-te/2','h'}; hfssRectangle(fid, squarebig{i}, 'Z', Start_squareloop, 'te', 'te', units); squaremedium{i} = ['squaremedium',num2str(i)]; Start_squareloop1 = {'-tc/2','-tc/2','h'}; hfssRectangle(fid, squaremedium{i}, 'Z', Start_squareloop1, 'tc', 'tc', units); hfssSubtract(fid, squarebig{i}, squaremedium{i}); cut_square{1,1}= squarebig{i}; PEbig{i}=['PEbig_',num2str(i)]; hfssAssignPE(fid, PEbig{i},cut_square, false); ………………………… hfssSetWCS(fid, 'Global'); end end集总端口创建，不过这个函数好像不接受相对坐标系，必须使用原本的坐标系计算起点和终点的坐标。 hfssAssignLumpedPort(fid, Port1{i}, squareport1{i}, [-20+(m-1)*p, 36-(n-1)*p, h],…… [-20+(m-1)*p, 36-(n-1)*p-port_l, h], Units, 50, 0);大概就是这些吧，其实我没有写完，有一些设置编程反而麻烦了。 这个就没什么好结论了吧，就是蛮方便的，O(∩_∩)O哈哈~。此外文章中的文件就不上传了，我是个代码苦手，不是很喜欢编程，文件也没写注释，就不脏了大家的眼了，之前的链接里面的实例是可以运行的，可以去github上下载，还不要积分。 |
然后单击tools->stop script recording，操作的记录就停止了。当然可以选择更为复杂的操作，这边只为演示。这边可以把原来的图形删掉。此时在保存的路径下，会出现一个比较复古的图标： 
这时双击它，软件会创建一个一模一样的贴片。此时如果用记事本打开脚本文件： 
这边可以简单分析一下，创建一个贴片的步骤可以分为四步（实际上是三步）。其中第一段是vbs文件的申明，这个可以不用管。第二段算是接口的申明？（这个我不太懂）。第三段是我一开始画的贴片，而第四段是修改参数的脚本。其实对计算机而言，第四段就不是必须的了。
这个就是大概的样子了，gif还挺好做的，原以为要折腾一会儿。【本文地址】