HFSS是当今天线设计最流行的设计软件之一。能够快速地计算各种射频/微波部件的电磁特性，不仅能能够得到S参数、传播特性、高功率击穿特性等，还能够优化部件的性能指标，并进行容差分析等操作，切实的帮助了工程师们在快速完成设计的同时还可以把握各类器件的电磁特性，包括：波导器件、滤波器、转换器等等特性。

天线基础

天线的任务是将导行波变换为向空间定向辐射的电磁波，或将在空间传播的电磁波变为微波设备中的导行波，因此天线有两个基本作用：

一个是有效地辐射或接收电磁波, 另一个是把无线电波能量转换为导行波能量。天线是发射和接收电磁波的一个重要的无线电设备。

天线辐射的原理：当导线上有交变电流通过时，就可以发生电磁波的辐射，辐射的能力与导线的长度和形状有关。

若两条导线距离很近，电场被束缚在两条导线之间，那么辐射很微弱。若将两条导线张开，电场就散播在周围的空间内，那么辐射增强。

当导线的长度L远小于波长λ时，辐射很微弱；当导线的长度L增大到可与波长λ相比拟时，导线上的电流将大大增加，因而就能形成较强的辐射。辐射的基本单元有电基本振子和磁基本振子。

5.设置求解参数

HFSS软件采用自适应网络剖分技术，根据用户设置的误差标准，自动生成精准、有效的网络来分析物体模型的电磁特性。HFSS基本的求解参数包括求解频率、自适应网络剖分的最大迭代次数和收敛误差。如果需要进行扫频分析，还需要设置扫频类型和扫频范围。

a.求解设置

求解频率通常设定为天线的中心工作频率。

b.扫频设置

在天线设计中通常还需要查看天线的频率特性，比如天线的驻波比随频率的变化。此时就需要添加扫频分析项，设置扫频类型和扫频范围。HFSS中总共有三种扫频类型，分别是快速扫频（Fast）、离散扫频（Discrete）、和插值扫频（Interpolating）。其中。天线设计多选择快速扫频或者插值扫频。

6. 运行求解分析

上述操作完成后，即创建好天线模型，正确设置了边界条件、激励方式和求解参数，即可执行求解分析操作命令来运行仿真计算。整个仿真计算由HFSS软件自动完成，不需要用户干预。分析完成后，如果结构不收敛，则需要重新设置求解参数；如果结果收敛，则说明计算结果达到了设定的精度要求。

7.查看求解结果

求解分析完成后，在数据后处理部分可以查看HFSS分析出的天线的各项性能参数，如回波损耗S11、电压驻波比VSWR、输入阻抗、天线方向图、轴比和电流分布等。如果仿真计算的天线性能满足设计要求，那么已经完成了天线的仿真设计，此时可以着手制作、调试实际的天线了。如果仿真计算的天线性能未能达到设计要求，那么还需要使用HFSS的参数扫描分析功能或者优化设计功能，进行参数扫描分析和优化分析。

8.Optimetrics优化设计

Optimetries是集成在HFSS中的设计优化模块，该模块通过自动分析设计参数的变化对求解结果的影响，实现参数扫描分析（Parametric）、优化设计（Optimization）、调谐分析（Tuning）、灵敏度分析（Sensitivity）和统计分析（Statistical）等功能。

如果前面的分析结果未达到设计要求，那么还需要使用Optimetrics模块的参数扫描分析功能和优化设计功能来优化天线的结构尺寸，以找到满足设计要求的天线尺寸。

a.参数扫描分析

参数扫描分析功能用来分析天线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。使用参数扫描分析功能，首先需要添加一个或则多个扫描变量。

b.优化设计

优化设计是指HFSS在一定的约束条件下根据待定的优化算法对设计的某些参数进行调整，从所有可能的设计变化中寻找一个满足设计要求的值。在进行优化设计时，首先需要明确设计要求或设计目标，然后用户根据设计要求定义设计变量、创建参数化的初设结构模型（Nominal Design）、构造目标含糊，最后指定优化算法进行优化。