利用HFSS软件进行3D可视化建模

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

0 1HFSS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”

0 2HFSS 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。

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？

原文标题：学个Antenna：HFSS脚本建模入门

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责任编辑：haq