Excel也能调用HFSS？

发布于：2022-12-15 ⋅ 阅读:(268) ⋅ 点赞:(0)

学个Antenna是以天线仿真和调试为主，理论原理为辅的干货天线技术专栏，包括天线入门知识以及各类天线的原理简介、仿真软件建模、设计、调试过程及思路。如有想看到的内容或技术问题，可以在文尾写下留言。

​摘要：

学个Antenna：HFSS脚本建模入门一文，对HFSS脚本建模进行了入门级的介绍，不过要装上日趋臃肿、动辄十几G的MATLAB软件。幸运的是，HFSS支持VBScript进行二次开发，因此在Excel中对HFSS进行调用不是梦！

本文使用的软件为AnsysEM 18.2和Excel 2013

Excel vba

Microsoft Visual Basic for application，简称为VBA，是Visual Basic的一种宏语言，是微软开发出来在其桌面应用程序中执行通用的自动化(OLE)任务的编程语言。那这个和HFSS软件有啥联系么？

​在HFSS软件中顺着Help文件找到HFSS Scripting（文末有HFSS官方HFSS Scripting Guide下载链接），打开该PDF，在Introduction to VBScript章节，我们可以获得以下信息。

  • ANSYS Electronics Desktop uses theMicrosoft® Visual Basic® Scripting Edition (VBScript) scripting language to recordmacros. VBScript is based on theMicrosoft Visual Basic programming language

  • ANSYS Electronics Desktop 使用 Microsoft® Visual Basic® Scripting Edition (VBScript) 脚本语言来记录宏。 VBScript 基于 Microsoft Visual Basic 编程语言

  • Using scripts is a fast, effective way to accomplish tasks you want to repeat.When you execute a script, the commands in the script are performed.

  • 使用脚本是完成您想要重复的任务的一种快速、有效的方法。当您执行脚本时，脚本中的命令就会被执行。

  • You can write a script using any text editor or you can record a script fromwithin the ANSYS Electronics Desktop interface. After recording the script fromwithin ANSYS Electronics Desktop, you can thenmodify it if necessary using a text editor.

  • 您可以使用任何文本编辑器编写脚本，也可以从 ANSYS Electronics Desktop 界面中记录脚本。 在 ANSYS Electronics Desktop 中记录脚本后，如有必要，您可以使用文本编辑器对其进行修改。

由于Excel内置了VBA代码编辑器，因此理论上可以用其进行调用HFSS进行建模。

新建一个excel文件，另存为.xlsm格式(扩展名xlsm在打开excel文件时，会自动执行宏代码)。如下图所示，即可打开VBA编辑器。

​一个简单的测试代码如下：

1 Sub Hello()
2 Dim bj As String
3 bj = InputBox("请输入您的文本", "请输入")
4 MsgBox "确定按钮被点击", vbOKOnly
5 End Sub

​Excel调用HFSS软件

当上面的步骤都顺畅无阻后，我们可以进入下一环节，即在Excel vba编辑器里面编写代码调用HFSS软件。首先我们要打开HFSS软件，并保证Project Manager下为空，防止后续出现报错现象。

​下图是对ANSYS Electronics脚本的各模块概述

​

1 'oAnsoftApp为VBScript提供了访问Ansys.ElectronicsDesktop的句柄
2 Set oAnsoftApp = CreateObject("Ansoft.ElectronicsDesktop"

1 'oDesktop用于执行桌面级操作，包括项目管理。
2 Set oDesktop = oAnsoftApp.GetAppDesktop()

1 'Project对象对应于产品中打开的一个项目。它用于操纵项目及其数据。
2 '其数据包括变量、材料定义等。
3 Set oProject = oDesktop.GetActiveProject()

1 'oDesign对象对应于项目中已存在的一个设计实例。该对象用于操纵设计及其数据。
2 '它的数据包括变量、模块和编辑器。
3 Set oDesign = oProject.GetActiveDesign()

1 'oEditor 对象对应于已存在的一个编辑器，例如3D建模器、布局或原理图编辑器。
2 '该对象用于在编辑器中添加和修改数据。
3 Set oEditor = oDesign.SetActiveEditor("3D Modeler")

1 'oModule 对象对应设计中的一个模块。Modules 用于处理一组相关功能。
2 Set oModule = oDesign.GetModule("BoundarySetup")

当然，看完上面的内容可能会云里雾里，现在直观地解释下：

  • 首先你要创建一个Ansoft.ElectronicsDesktop对象，并获取oDesktop用于执行桌面级操作。这就是你手动打开HFSS软件并获得该软件控制权的那一步

  • 接着oProject和oDesign就是模拟你新建Project和Design，获得其句柄

  • 然后oEditor和oModule主要是获取我们建模、设置边界条件、求解器、建立报告等操作的句柄纸上得来终觉浅，我们可以打开HFSS的脚本录制功能，在录制的代码中来学习：

1 ' ----------------------------------------------
2 ' Script Recorded by ANSYS Electronics Desktop Version 2017.2.0
3 ' ----------------------------------------------
4 Dim oAnsoftApp
5 Dim oDesktop
6 Dim oProject
7 Dim oDesign
8 Dim oEditor
9 Dim oModule
10 Set oAnsoftApp = CreateObject("Ansoft.ElectronicsDesktop")
11 Set oDesktop = oAnsoftApp.GetAppDesktop()
12 oDesktop.RestoreWindow
13 Set oProject = oDesktop.NewProject
14 oProject.InsertDesign "HFSS", "HFSSDesign1", "DrivenModal", ""

从上面的代码中，我们可以很直观地感受到：先进行oAnsoftApp，oDesktop，oProject，oDesign，oEditor，oModule五要素的变量定义；接着对oAnsoftApp，oDesktop配置句柄；然后利用oProject.InsertDesign插入一个"HFSSDesign1"的设计文件。

剩下的oEditor，oModule我们可以根据上面的编程逻辑进行句柄的设置。

1 Set oDesign = oProject.SetActiveDesign("HFSSDesign1")
2 Set oEditor = oDesign.SetActiveEditor("3D Modeler")

到此为止，我们就将调用HFSS需要的句柄全部掌握在手里了，后续在Excel中调用HFSS软件指日可待。

在官方HFSS Scripting Guide的P51：Sample HFSS Script里有一段比较详细的英文教程，建议大家先观摩下。

简单实例演示

以上内容都读懂后，剩下的就是自己录制脚本，分析代码，学习修改代码，封装成function进行调用。

这里给出本人部署好的一段代码，可直接粘贴到Excel vba编辑器进行复现：

1 Sub Training1()
2 Dim oAnsoftApp
3 Dim oDesktop
4 Dim oProject
5 Dim oDesign
6 Dim oEditor
7 Dim oModule
8
9 Dim sub1_H, sub1_W, sub1_L
10 sub1_H = 0.254: sub1_W = 20
11
12 Set oAnsoftApp = CreateObject("Ansoft.ElectronicsDesktop")
13 Set oDesktop = oAnsoftApp.GetAppDesktop()
14 Set oProject = oDesktop.NewProject
15 oProject.InsertDesign "HFSS", "Test", "DrivenModal", ""
16 Set oDesign = oProject.SetActiveDesign("Test")
17 Set oEditor = oDesign.SetActiveEditor("3D Modeler")
18
19 'Variable Define
20 InsertVariable oDesign, "sub1_H", CStr(sub1_H), "mm"
21 InsertVariable oDesign, "sub1_W", CStr(sub1_W), "mm"
22 InsertVariable oDesign, "sub1_L", "2 * sub1_W", ""
23
24 'Create the Substrate
25 CreateBox oEditor, "Sub1", Array("-sub1_W/2", "0mm", "0mm"), _
26 Array("sub1_W", "sub1_L", "-sub1_H"), "vacuum"
27End Sub
28
29Function InsertVariable(oDesign, Name, value, Unit)
30 oDesign.ChangeProperty _
31 Array("NAME:AllTabs", _
32 Array("NAME:LocalVariableTab", _
33 Array("NAME:PropServers", _
34 "LocalVariables"), _
35 Array("NAME:NewProps", _
36 Array("NAME:" + Name, _
37 "PropType:=", "VariableProp", "UserDef:=", True, _
38 "Value:=", value + Unit))))
39End Function
40'模型建立部分
41Function CreateBox(oEditor, Boxname, S1, D1, material)
42 oEditor.CreateBox Array("NAME:BoxParameters", "XPosition:=", S1(0), "YPosition:=", _
43 S1(1), "ZPosition:=", S1(2), "XSize:=", D1(0), "YSize:=", D1(1), "ZSize:=", _
44 D1(2)), Array("NAME:Attributes", "Name:=", Boxname, "Flags:=", "", "Color:=", _
45 "(34 139 34)", "Transparency:=", 0, "PartCoordinateSystem:=", "Global", "UDMId:=", _
46 "", "MaterialValue:=", "" & Chr(34) & material & Chr(34) & "", "SurfaceMaterialValue:=", _
47 "" & Chr(34) & "" & Chr(34) & "", "SolveInside:=", True, "IsMaterialEditable:=", _
48 True, "UseMaterialAppearance:=", False, "IsLightweight:=", False)
49End Function

以上代码的编写还是要有一定vba编程的语法基础，难点在于根据录制的脚本代码找规律，将其封装为普适的Function，便于开发者自行调用。

PDF文件和仿真文件可通过原文底部获取~

原文链接：Excel也能调用HFSS？ - RFASK射频问问

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作者：微波天线工程师

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