7.1  HFSS中的變量

    在 HFSS 中，物體模型的尺寸、物體的材料屬性等設(shè)計參數(shù)都可以使用變量來表示。同時，在 HFSS 設(shè)計中，如果要使用參數(shù)掃描、優(yōu)化設(shè)計和調(diào)協(xié)分析等功能，也必須要用到變量這個概念。下面我們就來詳細(xì)講解 HFSS 中的變量類型、變量定義以及在設(shè)計中如何添加、 刪除和使用變量。

    7.1.1 變量類型

    HFSS 定義了兩種類型的變量：工程變量（Project Variables）和設(shè)計變量（Local Variables）。工程變量和設(shè)計變量的定義和使用方法相同，如果某一個設(shè)計參數(shù)需要使用變量來表示，用戶既可以使用工程變量也可以使用設(shè)計變量；但是二者的作用區(qū)間不同，在 HFSS 中一個工 程（Project）可以包含多個設(shè)計文件（Design），工程變量的作用區(qū)間為當(dāng)前工程下的所有設(shè)計，而設(shè)計變量的作用區(qū)間僅為該變量所在的設(shè)計中。舉例來說，假如當(dāng)前工程 Prj_1 下有 兩個設(shè)計文件 MyDesign1 和 MyDesign2，如圖 7.1 所示；工程 Prj_1 下定義了一個工程變量Var_1，設(shè)計MyDesign1 下定義了一個設(shè)計變量Var_2，設(shè)計MyDesign2 下定義了一個設(shè)計變 量Var_3，則工程變量 Var_1 在 MyDesign1 和 MyDesign2 兩個設(shè)計中都可以使用，而設(shè)計變量 Var_2 只能在 MyDesign1 設(shè)計中使用，設(shè)計變量 Var_3 只能在 MyDesign2 設(shè)計中使用。

圖 7.1 一個工程有兩個設(shè)計

    HFSS 中為了有效地區(qū)分工程變量和設(shè)計變量，在工程變量名稱前都冠有前綴$。用戶在定義工程變量時需要手動在變量名稱前添加前綴$；如果用戶在定義時沒有添加，HFSS 也會 自動在工程變量前添加前綴$。

     7.1.2 變量定義

    完整的變量定義包含變量名和變量值兩部分。變量名以字母開頭，可以由字母、數(shù)字和 下畫線“_”組成。需要注意的是，有些字母/數(shù)字組合在 HFSS 中已經(jīng)默認(rèn)定義為常數(shù)或數(shù)學(xué)函數(shù)，如pi 默認(rèn)定義為圓周率，sin 默認(rèn)定義為正弦三角函數(shù)，變量名不能使用這些組合。 另外，直角坐標(biāo)系使用的坐標(biāo)軸名稱 x、y、z，圓柱坐標(biāo)系和球坐標(biāo)使用的坐標(biāo)軸名稱phi、theta、r（圓柱坐標(biāo)系半徑）、Rho（球坐標(biāo)系半徑）也不能用作變量名。HFSS 中默認(rèn)的常數(shù)定義及其描述如表7.1 所示。

    變量值可以是數(shù)值、數(shù)學(xué)表達式或者數(shù)學(xué)函數(shù)，也可以是數(shù)組、矩陣或者行列式。對于數(shù)值，HFSS 支持使用科學(xué)計數(shù)法，如0.005 可以寫成 5e-3；對于數(shù)學(xué)函數(shù)，HFSS 中默認(rèn)定義的常用數(shù)學(xué)函數(shù)如表7.2 所示；對于數(shù)學(xué)表達式，在使用時需要注意運算符的優(yōu)先級，HFSS 中定義的運算符及各運算符的優(yōu)先級如表7.3 所示。

    注意：在 HFSS 中，三角函數(shù)和反三角函數(shù)的默認(rèn)單位是弧度，如果用戶希望三角函數(shù)和反三角函數(shù)使用或返回度數(shù)值，需要在使用時指定度數(shù)單位deg。

    每個變量在定義時都必須賦一個初始值，如果賦給變量的初始值已經(jīng)指定了單位，在使 用該變量時就不需要重新指定單位。另外，由于參數(shù)掃描、優(yōu)化設(shè)計、調(diào)諧分析和靈敏度分 析等不支持復(fù)數(shù)，所以對于值為復(fù)數(shù)的變量，不能用于上述分析。