O documento introduz o software HFSS, descrevendo que ele é uma ferramenta para projetar e simular estruturas eletromagnéticas em alta frequência. Explica a interface do usuário do HFSS e seu funcionamento geral, que inclui a modelagem da estrutura, a simulação e análise dos resultados. Demonstra como modelar um dipolo de meia onda considerando uma frequência de 900 MHz como exemplo.

1. INTRODUÇÃO AO HFSS
Disciplina de Antenas e Propagação
Victoria Souto
UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA
DEPARTAMENTO DE ELETRÔNICA E COMPUTAÇÃO

2. INTRODUÇÃO
 HFSS (High Frequency Structural Simulator) é um software de
alto desempenho para o design, modelagem e simulação de
estruturas 3D criados para altas frequências.
 O HFSS permite o estudo de modelos eletromagnéticos através do
método de elementos finitos e malhas adaptativas, facilitando a
visualização do comportamento de ondas eletromagnéticas através
de ferramentas interativas e dinâmicas.
 O HFSS é uma ferramenta útil para modelar sistemas de estrutura
complexa que são difíceis ou impossíveis de modelar utilizando
métodos puramente algébricos. É, portanto, utilizado para criação de
protótipos virtuais de guias de onda, conectores, filtros, entre outros.

3. INTERFACE DO USUÁRIO
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4. 1. Barra de Menu: Lista todas as ferramentas possíveis que podem
ser acessadas ​​através do programa. Ela inclui funções para
arquivamento, utilitários para visualização de janelas, ferramentas de
modelagem, modificação das características de simulação e análise
dos resultados.
2. Barra de Ferramentas: Apresenta os atalhos para as ferramentas
fundamentais utilizadas para criar e simular o projeto.
3. Gerente de Projetos: Basicamente o organizador do projeto.
Cada uma das operações realizadas no modelo pelo usuário ou
internamente pelo programa são classificadas hierarquicamente na
categoria apropriada: Model, Boundaries, Excitations, Mesh
Operations, Analysis, Results, Port Field Display, Field Overlays e
Radiation.
INTERFACE DO USUÁRIO

5. 4. Modelador 3D: Nesta janela se constrói a estrutura que será
analisada. Notamos que esta janela é dividida em duas partes. Na
direita se encontra o modelo propriamente dito e na esquerda temos
uma lista detalhada de cada uma das partes que compõem o modelo
e suas características.
5. Properties: Indica as características do elemento selecionado,
considerando desde suas propriedades elétricas até especificações
virtuais do protótipo.
6. Message Manager: Apresenta uma série de avisos e advertências
para o usuário.
7. Progress Windows: Mostra o progresso de simulações em curso,
indicando o passo onde se encontra a simulação e quanto falta para
terminá-la.
INTERFACE DO USUÁRIO

6. FUNCIONAMENTO DO PROGRAMA
 O funcionamento do programa pode ser dividido em três
partes:
 MODELAGEM;
 SIMULAÇÃO;
 ANÁLISES DE RESULTADOS.

7. MODELAGEM
 Esta etapa consiste na criação do modelo em 3D do sistema que se deseja
estudar, além disso também consiste em definir as características físicas e
eletromagnéticas que o definem para realizar uma melhor abordagem da
realidade.
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 Para criarmos um modelo utilizamos os blocos básicos do HFSS mostrados
em 1. Da esquerda para a direita encontram-se curvas, polígonos e corpos
geométricos. Estes podem ser modificados utilizando as ferramentas mostradas
em 2, que permitem unir, subtrair, intersectar, dividir, girar e espelhar os blocos
criados. Através das ferramentas mostradas em 4 é possível rotacionar, mover e
espelhar. O material de cada elemento deve ser selecionado em 3.

8. MODELAGEM
1
2
 As ferramentas apresentas em 1 facilitam a localização das várias seções
que formam o desenho, através das quais é possível criar coordenadas
relativas para os eixos x,y e z.
 As ferramentas apresentadas em 2 permitem alterar a perspectiva de visão
do projeto acessando mover, girar, zoom, girar e bloquear a visão dos vários
blocos.

9. MODELAGEM
 Para criar os blocos básicos do nosso projeto é necessário
selecionar o bloco desejado na Barra de Ferramentas e depois
designar as características de construção, ou seja, declarar o ponto
de origem (1) e suas dimensões (2). As barras apresentadas abaixo
encontram-se no canto inferior direito da janela de Modelagem 3D.
(1)
(2)

10. MODELAGEM
Determina o
ponto de
origem.

11. Determinar as
dimensões:
Altura, Largura
e Profundidade.

13. MODELAGEM
 Após criado um objeto, este é adicionado à lista imediatamente próxima à
janela do modelador 3D, onde podemos verificar e modificar as suas
propriedades, como mostrado abaixo.

14. MODELAGEM
 Após criado um objeto, este é adicionado à lista imediatamente próxima à
janela do modelador 3D, onde podemos verificar e modificar as suas
propriedades, como mostrado abaixo.

15. MODELAGEM - EXEMPLO
 Testar as ferramentas apresentadas no slide anterior. Passos
para iniciar um projeto.
 Abrir o software HFSS.
 Criar um novo projeto: File >> New
 Inserir um projeto do HFSS.
 Criar os elementos básicos de projeto e testar as ferramentas
apresentadas nos slides anteriores.

16. MODELAGEM
 Uma vez que a estrutura física está concluída, podemos acrescentar
componentes que permitem realizar um estudo eletromagnético do
sistema projetado. Se selecionarmos uma face de um elemento
geométrico podemos incluir diferentes tipos de excitações e os campos
eletromagnéticos.
 Para selecionar uma face de um objeto clique com o botão direito do mouse
sobre o mesmo e selecione o comando Select Faces, após isto selecione a face
desejada. A Figura abaixo exemplifica este processo.

17. MODELAGEM
 Uma vez que a estrutura física está concluída, podemos acrescentar
componentes que permitem realizar um estudo eletromagnético do
sistema projetado. Se selecionarmos uma face de um elemento
geométrico podemos incluir diferentes tipos de excitações e os campos
eletromagnéticos.
 Para selecionar uma face de um objeto clique com o botão direito do mouse
sobre o mesmo e selecione o comando Select Faces, após isto selecione a face
desejada. A Figura abaixo exemplifica este processo.

18. MODELAGEM
 Uma vez que a estrutura física está concluída, podemos acrescentar
componentes que permitem realizar um estudo eletromagnético do
sistema projetado. Se selecionarmos uma face de um elemento
geométrico podemos incluir diferentes tipos de excitações e os campos
eletromagnéticos.
 Após selecionada uma face do objeto é possível incluir os tipos de excitação e
campos desejados clicando sobre a face selecionada com o botão direito do
mouse e selecionando alguma das opções presentes no submenu Assign
Broudary e Assign Excitation.

19. MODELAGEM
 Uma vez que a estrutura física está concluída, podemos acrescentar
componentes que permitem realizar um estudo eletromagnético do
sistema projetado. Se selecionarmos uma face de um elemento
geométrico podemos incluir diferentes tipos de excitações e os campos
eletromagnéticos.
 Após selecionada uma face do objeto é possível incluir os tipos de excitação e
campos desejados clicando sobre a face selecionada com o botão direito do
mouse e selecionando alguma das opções presentes no submenu Assign
Broudary e Assign Excitation.

20. MODELAGEM - EXERCÍCIO
 Projetar um Dipolo de Meia Onda considerando
uma frequência de 900 MHz.