Excel真的可以調(diào)用HFSS？

學(xué)個Antenna是以天線仿真和調(diào)試為主，理論原理為輔的干貨天線技術(shù)專欄，包括天線入門知識以及各類天線的原理簡介、仿真軟件建模、設(shè)計、調(diào)試過程及思路。如有想看到的內(nèi)容或技術(shù)問題，可以在文尾寫下留言。

摘要：

學(xué)個Antenna：HFSS腳本建模入門一文，對HFSS腳本建模進(jìn)行了入門級的介紹，不過要裝上日趨臃腫、動輒十幾G的MATLAB軟件。幸運(yùn)的是，HFSS支持VBScript進(jìn)行二次開發(fā)，因此在Excel中對HFSS進(jìn)行調(diào)用不是夢！

本文使用的軟件為AnsysEM 18.2和Excel 2013

0 1Excel vba

Microsoft Visual Basic for application，簡稱為VBA，是Visual Basic的一種宏語言，是微軟開發(fā)出來在其桌面應(yīng)用程序中執(zhí)行通用的自動化（OLE）任務(wù)的編程語言。那這個和HFSS軟件有啥聯(lián)系么？

在HFSS軟件中順著Help文件找到HFSS Scripting（文末有HFSS官方HFSS Scripting Guide下載鏈接），打開該P(yáng)DF，在Introduction to VBScript章節(jié)，我們可以獲得以下信息。

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） 腳本語言來記錄宏。 VBScript 基于 Microsoft Visual Basic 編程語言

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.

使用腳本是完成您想要重復(fù)的任務(wù)的一種快速、有效的方法。當(dāng)您執(zhí)行腳本時，腳本中的命令就會被執(zhí)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編輯器編寫腳本，也可以從 ANSYS Electronics Desktop 界面中記錄腳本。 在 ANSYS Electronics Desktop 中記錄腳本后，如有必要，您可以使用文本編輯器對其進(jìn)行修改。

由于Excel內(nèi)置了VBA代碼編輯器，因此理論上可以用其進(jìn)行調(diào)用HFSS進(jìn)行建模。

新建一個excel文件，另存為.xlsm格式（擴(kuò)展名xlsm在打開excel文件時，會自動執(zhí)行宏代碼）。如下圖所示，即可打開VBA編輯器。

一個簡單的測試代碼如下：

Sub Hello（） Dim bj As String bj = InputBox（“請輸入您的文本”， “請輸入”） MsgBox “確定按鈕被點擊”， vbOKOnlyEnd Sub

0 2Excel調(diào)用HFSS軟件

當(dāng)上面的步驟都順暢無阻后，我們可以進(jìn)入下一環(huán)節(jié)，即在Excel vba編輯器里面編寫代碼調(diào)用HFSS軟件。首先我們要打開HFSS軟件，并保證Project Manager下為空，防止后續(xù)出現(xiàn)報錯現(xiàn)象。

‘oAnsoftApp為VBScript提供了訪問Ansys.ElectronicsDesktop的句柄Set oAnsoftApp = CreateObject（“Ansoft.ElectronicsDesktop”）

’oDesktop用于執(zhí)行桌面級操作，包括項目管理。Set oDesktop = oAnsoftApp.GetAppDesktop（）

‘Project對象對應(yīng)于產(chǎn)品中打開的一個項目。它用于操縱項目及其數(shù)據(jù)。 ’其數(shù)據(jù)包括變量、材料定義等。Set oProject = oDesktop.GetActiveProject（）

‘oDesign對象對應(yīng)于項目中已存在的一個設(shè)計實例。該對象用于操縱設(shè)計及其數(shù)據(jù)?！臄?shù)據(jù)包括變量、模塊和編輯器。Set oDesign = oProject.GetActiveDesign（）

‘oEditor 對象對應(yīng)于已存在的一個編輯器，例如3D建模器、布局或原理圖編輯器?！搶ο笥糜谠诰庉嬈髦刑砑雍托薷臄?shù)據(jù)。Set oEditor = oDesign.SetActiveEditor（“3D Modeler”）

‘oModule 對象對應(yīng)設(shè)計中的一個模塊。Modules 用于處理一組相關(guān)功能。Set oModule = oDesign.GetModule（“BoundarySetup”）

當(dāng)然，看完上面的內(nèi)容可能會云里霧里，現(xiàn)在直觀地解釋下：

首先你要創(chuàng)建一個Ansoft.ElectronicsDesktop對象，并獲取oDesktop用于執(zhí)行桌面級操作。這就是你手動打開HFSS軟件并獲得該軟件控制權(quán)的那一步

接著oProject和oDesign就是模擬你新建Project和Design，獲得其句柄

然后oEditor和oModule主要是獲取我們建模、設(shè)置邊界條件、求解器、建立報告等操作的句柄

紙上得來終覺淺，我們可以打開HFSS的腳本錄制功能，在錄制的代碼中來學(xué)習(xí)：

’ ----------------------------------------------‘ Script Recorded by ANSYS Electronics Desktop Version 2017.2.0’ ----------------------------------------------Dim oAnsoftAppDim oDesktopDim oProjectDim oDesignDim oEditorDim oModuleSet oAnsoftApp = CreateObject（“Ansoft.ElectronicsDesktop”）Set oDesktop = oAnsoftApp.GetAppDesktop（）oDesktop.RestoreWindowSet oProject = oDesktop.NewProjectoProject.InsertDesign “HFSS”， “HFSSDesign1”， “DrivenModal”， “”

從上面的代碼中，我們可以很直觀地感受到：先進(jìn)行oAnsoftApp，oDesktop，oProject，oDesign，oEditor，oModule五要素的變量定義；接著對oAnsoftApp，oDesktop配置句柄；然后利用oProject.InsertDesign插入一個“HFSSDesign1”的設(shè)計文件。

剩下的oEditor，oModule我們可以根據(jù)上面的編程邏輯進(jìn)行句柄的設(shè)置。

Set oDesign = oProject.SetActiveDesign（“HFSSDesign1”） Set oEditor = oDesign.SetActiveEditor（“3D Modeler”）

到此為止，我們就將調(diào)用HFSS需要的句柄全部掌握在手里了，后續(xù)在Excel中調(diào)用HFSS軟件指日可待。

在官方HFSS Scripting Guide的P51：Sample HFSS Script里有一段比較詳細(xì)的英文教程，建議大家先觀摩下。

0 3簡單實例演示

以上內(nèi)容都讀懂后，剩下的就是自己錄制腳本，分析代碼，學(xué)習(xí)修改代碼，封裝成function進(jìn)行調(diào)用。

這里給出本人部署好的一段代碼，可直接粘貼到Excel vba編輯器進(jìn)行復(fù)現(xiàn)：

Sub Training1（） Dim oAnsoftApp Dim oDesktop Dim oProject Dim oDesign Dim oEditor Dim oModule

Dim sub1_H， sub1_W， sub1_L sub1_H = 0.254： sub1_W = 20

Set oAnsoftApp = CreateObject（“Ansoft.ElectronicsDesktop”） Set oDesktop = oAnsoftApp.GetAppDesktop（） Set oProject = oDesktop.NewProject oProject.InsertDesign “HFSS”， “Test”， “DrivenModal”， “” Set oDesign = oProject.SetActiveDesign（“Test”） Set oEditor = oDesign.SetActiveEditor（“3D Modeler”）

‘Variable Define InsertVariable oDesign， “sub1_H”， CStr（sub1_H）， “mm” InsertVariable oDesign， “sub1_W”， CStr（sub1_W）， “mm” InsertVariable oDesign， “sub1_L”， “2 * sub1_W”， “”

’Create the Substrate CreateBox oEditor， “Sub1”， Array（“-sub1_W/2”， “0mm”， “0mm”）， _ Array（“sub1_W”， “sub1_L”， “-sub1_H”）， “vacuum”End Sub

Function InsertVariable（oDesign， Name， value， Unit） oDesign.ChangeProperty _ Array（“NAME:AllTabs”， _ Array（“NAME:LocalVariableTab”， _ Array（“NAME:PropServers”， _ “LocalVariables”）， _ Array（“NAME:NewProps”， _ Array（“NAME：” + Name， _ “PropType：=”， “VariableProp”， “UserDef：=”， True， _ “Value：=”， value + Unit））））End Function‘模型建立部分Function CreateBox（oEditor， Boxname， S1， D1， material） oEditor.CreateBox Array（“NAME:BoxParameters”， “XPosition：=”， S1（0）， “YPosition：=”， _ S1（1）， “ZPosition：=”， S1（2）， “XSize：=”， D1（0）， “YSize：=”， D1（1）， “ZSize：=”， _ D1（2））， Array（“NAME:Attributes”， “Name：=”， Boxname， “Flags：=”， “”， “Color：=”， _ “（34 139 34）”， “Transparency：=”， 0， “PartCoordinateSystem：=”， “Global”， “UDMId：=”， _ “”， “MaterialValue：=”， “” & Chr（34） & material & Chr（34） & “”， “SurfaceMaterialValue：=”， _ “” & Chr（34） & “” & Chr（34） & “”， “SolveInside：=”， True， “IsMaterialEditable：=”， _ True， “UseMaterialAppearance：=”， False， “IsLightweight：=”， False）End Function

以上代碼的編寫還是要有一定vba編程的語法基礎(chǔ)，難點在于根據(jù)錄制的腳本代碼找規(guī)律，將其封裝為普適的Function，便于開發(fā)者自行調(diào)用。

編輯：jq