1.讲解HFSS中变量的定义和使用

①变量的类型

（1）HFSS中有两种类型的变量

工程变量（Project Variables）、设计变量/本地变量（Local Variables）

（2）工程变量和设计变量的区别

工程变量前面有一个"$"前缀,以和本地变量区分

工程变量作用区间是整个Project,本地变量作用区间是所在的Design

（3）变量作用范围

②变量的定义

（1）变量名

变量名可以由数字、字母、下划线“_”组成

（2）变量值

每个变量在定义时都必须赋一个初始值,变量值可以是数值、数学表达式或者数学函数,也可以是数组、矩阵或者行列式。

例如x_size=1mm，y_size=x_size+sin（x_size）

③设计中如何添加/删除/使用变量

Project>Project Variables可以打开工程变量编辑对话框或者右键工程树>Project Variables

HFSS>Design Variables可以打开设计变量编辑对话框或者右键设计树>Design Variables

注：

对于材料属性参数只能使用工程变量进行定义

定义时指定好了单位，使用时则无须再次指定单位

若使用未定义的变量，HFSS会自动弹出添加变量对话框

由于参数扫描、优化设计、调谐分析和灵敏度分析等不支持复数，所以对于值为复数的变量，不能用于上述分析

定义变量时无需选择角度/长度等单位类型，直接输入大小单位即可，使用工程变量时要加上$

2.Optimetrics功能简介

打开方法：左侧工程树右键Optimetrics进行Add

①参数扫描分析（Parametric）

参数扫描分析功能是用来分析设计模型的性能随着指定变量的变化而变化的关系，在优化设计前一般使用参数扫描分析功能来确定被优化变量的合理变化区间

步骤：

（1）设置首先需要定义变量并添加求解设置项

（2）HFSS > Optimetrics Analysis > Add Parametric…弹出Setup Sweep Anaysis对话框,添加扫描变量

或者选中Project Manager中的Optimetrics,单击右键Add>Parametric,弹出Setup Sweep Anaysis.对话框，添加扫描变量

（3）设置好扫描变量之后,点击"Analyze"就可以进行参数扫描分析

（4）查看设计分析结果

②优化设计（Optimization）

（1）初始设计

粗略数值，最好接近真实值，否则会导致优化时间过长，有时甚至得不到全局最优解

（2）添加优化变量

Project>Project Variables>Optimization可以打开工程变量编辑对话框或者右键工程树>Project Variables>Optimization

HFSS>Design Variables>Optimization可以打开设计变量编辑对话框或者右键设计树>Design Variables>Optimization

（3）构造目标函数

在优化设计中,为了评价设计结果的好坏以及判断设计是否已经达到要求的目标,必须定义一个判据,软件根据这个判据来决定是否需要继续进行最优搜索,这个判据就称为目标函数

（3.1）加权函数

在有些设计中,为了达到设计要求,需要设置多个目标函数。另外,目标函数所包含的有些性能指标是互相矛盾或互相制约的,一般很难保证全部指标都达到最优。在这两种情况下,可以给每个目标函数分配一个加权值,加权值越大,表示该目标函数越重要

（3.2）规范类型

 

对于有多个目标函数的问题,误差函数值是所有目标函数误差值的加权和。HFSS根据指定的规范类型来计算加权和

（3.3）优化阈值

优化过程终止的判别标准，优化阈值可以是一个复数

（3.4）目标函数的噪声

Noise=10000*|S11|2,若S11的偏差为0.01，则Noise为1

（3.5）优化算法

拟牛顿法——Quasi-Newton

模式搜索法——Pattern Search

非线性顺序编程算法(SNLP)——Sequential Non Non-Linear Programming

混合整数非线性顺序编程算法(SMINLP)

遗传算法——Genetic Algorithm

③调谐分析（Tuning）

手动调节、实时显示求解结果

④灵敏度分析（Sensitivity）

分析设计参数变化对电磁特性的影响

⑤统计分析（Statistical）（蒙特卡罗法）

实际使用的元件或者制造工艺一般都有一定的误差,例如标称值为1nH、容差为±10%的二极管引线电感,其实际值将是0.9nH到1.1nH之间的随机值。因此,由这些元件所构成的电路模型或者这些制造工艺生产出的器件模型也具有随机特性,根据这种模型所求出的电路/电磁特性当然也是一些随机量，然后对这些随机量进行统计分类或计算,画出统计分布图