7.1  HFSS中的变量

    在 HFSS 中，物体模型的尺寸、物体的材料属性等设计参数都可以使用变量来表示。同时，在 HFSS 设计中，如果要使用参数扫描、优化设计和调协分析等功能，也必须要用到变量这个概念。下面我们就来详细讲解 HFSS 中的变量类型、变量定义以及在设计中如何添加、 删除和使用变量。

    7.1.1 变量类型

    HFSS 定义了两种类型的变量：工程变量（Project Variables）和设计变量（Local Variables）。工程变量和设计变量的定义和使用方法相同，如果某一个设计参数需要使用变量来表示，用户既可以使用工程变量也可以使用设计变量；但是二者的作用区间不同，在 HFSS 中一个工 程（Project）可以包含多个设计文件（Design），工程变量的作用区间为当前工程下的所有设计，而设计变量的作用区间仅为该变量所在的设计中。举例来说，假如当前工程 Prj_1 下有 两个设计文件 MyDesign1 和 MyDesign2，如图 7.1 所示；工程 Prj_1 下定义了一个工程变量Var_1，设计MyDesign1 下定义了一个设计变量Var_2，设计MyDesign2 下定义了一个设计变 量Var_3，则工程变量 Var_1 在 MyDesign1 和 MyDesign2 两个设计中都可以使用，而设计变量 Var_2 只能在 MyDesign1 设计中使用，设计变量 Var_3 只能在 MyDesign2 设计中使用。

图 7.1 一个工程有两个设计

    HFSS 中为了有效地区分工程变量和设计变量，在工程变量名称前都冠有前缀$。用户在定义工程变量时需要手动在变量名称前添加前缀$；如果用户在定义时没有添加，HFSS 也会 自动在工程变量前添加前缀$。

     7.1.2 变量定义

    完整的变量定义包含变量名和变量值两部分。变量名以字母开头，可以由字母、数字和 下画线“_”组成。需要注意的是，有些字母/数字组合在 HFSS 中已经默认定义为常数或数学函数，如pi 默认定义为圆周率，sin 默认定义为正弦三角函数，变量名不能使用这些组合。 另外，直角坐标系使用的坐标轴名称 x、y、z，圆柱坐标系和球坐标使用的坐标轴名称phi、theta、r（圆柱坐标系半径）、Rho（球坐标系半径）也不能用作变量名。HFSS 中默认的常数定义及其描述如表7.1 所示。

    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。对于数值，HFSS 支持使用科学计数法，如0.005 可以写成 5e-3；对于数学函数，HFSS 中默认定义的常用数学函数如表7.2 所示；对于数学表达式，在使用时需要注意运算符的优先级，HFSS 中定义的运算符及各运算符的优先级如表7.3 所示。

    注意：在 HFSS 中，三角函数和反三角函数的默认单位是弧度，如果用户希望三角函数和反三角函数使用或返回度数值，需要在使用时指定度数单位deg。

    每个变量在定义时都必须赋一个初始值，如果赋给变量的初始值已经指定了单位，在使 用该变量时就不需要重新指定单位。另外，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。