最近需要做一个天线仿真，搜了一下，找了些教程学习。下面以HFSS中设计一个RFID标签天线为例，记录一下设计仿真优化的全过程。
HFSS的安装就不多说了，网上很多，这里用的是HFSS15。RFID是射频识别卡，身份证公交卡高速EPC等非接触式身份识别通常用的都是这个技术。天线对RFID设备起到关键作用，简单起见，下面给出一个1GHz RFID标签的天线设计。注意所有操作仅为示意性的，并不是真正意义上的天线结构设计。
天线设计
打开HFSS软件，可看到左侧临时工程文件，点击右键将名称改为RFID。
选择File-Save As将工程另存到指定目录下，然后在工程中插入HFSS设计，如下所示。
HFSS常用快捷键如下：
- 按住Alt键旋转模型
- 按住Alt并双击坐标轴，模型切换至该轴垂直面
- 按住Shift键移动模型
- 按住Alt+Shift键放大缩小模型
- 按住Ctrl+D将模型居中
点击立方体模型图标，在下面的坐标系中点击鼠标左键，通过移动鼠标和点击左键，给出立方体长宽高。
右键点击模型框内的立方体Box1，选择Properties，设置立方体透明度为0.8。
在模型框内选择Box1下的CreateBox，右键选择属性，设置立方体长宽高。
完成后Ctrl+D让图像居中，如下图所示。
按住Alt双击z轴，切换到xy平面，点击平面矩形图标，画一个矩形如下图所示。
设置透明度和尺寸如下。
重复以上过程，再画一个矩形，设置相应的参数，如下图所示。
右键选中Rectangle2模型，选择Edit-Duplicate-Mirror，然后选择参考点，放置镜像。
选择模型Rectangle2下的DuplicateMirror，右键选择属性，按下图进行设置。
其中Base Position代表对称点，Normal Position代表对称方式，此处为y轴镜像对称。同样操作创建Rectangle3和Rectangle4。
最终效果如下所示。
侧视图
实际上预期天线的图形为在一开始的Box1基底上有金属膜Rectangle1，然后镂空后面的几个Rectangle图形。为了做到这一点，按住Ctrl选择所有Rectangle模型，然后右键选择Subtract。
最终效果如下图所示。
变参数设置（为将来参数优化准备）
继续画矩形，如下图所示。
注意尺寸的设置中存在变量k，a1和a2。重复以上过程创建新的矩形，设置尺寸如下。
注意此处设置k为数字，a1和a2为长度，注意看每个参数的写法。k, a1, a2这些参数可在HFSS-Design Properties中进行修改，如下图所示。
按住Ctrl同时选择Rectangle1，Rectangle5，Rectangle5_1和Rectangle6，右键选择Edit-Boolean-Unite，将这几个矩形合并为一体。
最后再画一个矩形作为与芯片接触的端口，并改名为port。
把Port从Rectangle1中减去，注意选中Clone tool objects before operation，保留被减的项。
仿真前的参数设置
接下来设置模型材质，边界条件和端口激励方式。
选择Box1，在属性中设置材质为Rogers TMM 10。
然后选中Rectangle1，右键选择Assign Boundary-Perfect E。
注意三维Box和二维Rectangle可以相互转化，Box中将z size设为0，则自动会变成二维面；右键选择Rectangle，然后点击Edit-Sweep-Along vector就可以变成三维模型。
选中Port模型，点击Assign Excitation-Lumped Port，设置为集总端口。
选择Integration Line-New line后，在坐标上设置积分线，整个积分线跨越整个端口，如下图所示。
最后设置辐射边界，创建一个大立方体air如下所示，
右键选中air，选择Assign Boundary-Radiation，完成辐射边界条件的设置。
要查看天线方向图的结果，需要设置辐射表面，如下图所示。
接下来就可以设置求解参数进行求解了。先设置求解参数，包括频率、迭代次数等。
此时在Analysis下出现Setup1选项，右键点击，选择Add Frequency Sweep，进行频率扫描。
在仿真前，还需要对模型进行检查。点击Validate进行模型检查。
仿真
检查通过后，可进行仿真。
可在Result-Solution Data中查看网格划分情况，如下图所示。
注意按照前面的参数运算会导致内存不足，把air尺寸改小后才给出了以上结果。
查看结果
计算完成后即可查看结果了，先看一下天线阻抗的结果。选择Results-Create Modal Solution Data Report-Rectangular Plot，如下图所示。
接下来可以看立体方向图/波瓣图，右键点击Results-Create Far Fields Report-3D Polar Plot，选择Gain, GainTotal, dB，然后点击New Report，如下图所示。
参数优化
最后说一下参数的优化。通常情况下，不可能一开始设计的尺寸就是最优的，HFSS提供了参数优化的功能，这也是前面设计时采用变量尺寸的原因，下面是参数优化的操作过程。
在左侧工程窗口中右键点击Optimetrics-Add-Optimization，在弹出的对话框中点击Setup Calculations，设置优化目标。
在弹出窗口中选择 Z Parameter，先选择右边im（阻抗虚部），点击Add Calculation添加第一个优化目标；再选择re（阻抗实部），点击Add Calculation添加第二个优化目标。结束之后点击Done完成设置。
完成之后，点击im和re对应的Calc Range，将其设置为1GHz。
将im的目标值设置为150（欧姆），re的目标值设置为10（欧姆），点击确定，如下图所示。
接下来在工程窗口中右键点击OptimizationSetup1-Analyze，开始优化。
可通过点击OptimizationSetup1-View Analysis Result查看结果。
此处Cost值直接等于0，因此只算了1次。这表明k和目标函数im, re没有关系。实际中，Cost通常会不断趋于1。
选择对话框中Table项，选择Cost最小的一项（此处只有一项），再单击Apply，即可将此优化后选中的值保存下来。
来源：oschina
链接：https://my.oschina.net/propagator/blog/4393396