編輯整理：肖運輝 | Ansys中國高頻產品線技術經理

“2021全國天線年會”將于10月24日-27日在寧波召開， 25日Ansys將在現場啟動專場技術研討會——聚焦HFSS底層技術與應用，希望給業界同仁帶來有價值的技術參考，以及激發創新思考的活力，歡迎廣大專業技術人員參會交流。

眾所周知，HFSS是一款通用的三維電磁場仿真軟件，涵蓋了有限元，積分方程，彈跳射線法，時域算法等多種算法，能解決射頻微波毫米波等各個頻段的電磁問題，在電路和電磁場兩方面協同工作，提供三維界面以及3D Layout界面，分別適應于不同的應用場景，經過幾十年的技術迭代和不斷的功能擴充以后，HFSS軟件已經成為公認的行業標桿仿真工具。

歷年天線年會上Ansys都分享了最新的電磁仿真技術進展，與各位工程師交流仿真方法和技巧，在上一屆昆明天線年會上Ansys攜團隊成員同樣帶來專業技術分享，獲得廣大用戶的喜歡和肯定。希望本次年會也獲得大家一如既往的支持，通過知識分享與技術探討的同時，打開更多的合作空間。

從當前的技術發展來看，已經進入一個高科技蓬勃發展的新時代。

代表人類科技高峰的新科技日新月異，如5G、自動駕駛、芯片等，而與這些科技密切相關的核心學科之一就是電磁場與電磁波，天線就是電磁場與電磁波的核心方向。所以，聚焦在天線與天線相關問題領域，將簡要列舉幾個代表性的仿真技術革新與演進方向，與大家一起管中窺豹，略見一斑吧。

5G的發展，在民用領域將相控陣技術推到聚光燈下，成為眾多天線技術的C位主角。大規模陣列設計和仿真是陣列技術的最核心需求，這些問題主要體現在以下幾個方面：

• 單元選型與快速設計，優化

• 陣面的快速設計，建模，組陣，計算，后處理

• 陣面與饋電網絡，有源電路的協同設計和仿真

• 陣面與整機環境平臺的一體化考慮

• 陣列的電熱結構等多個維度性能綜合設計評估

大型陣列天線

世界本就是多物理的，而科學體系的建立，是將問題簡化抽離以后的理論體系，所以學術理論研究往往是去耦的。隨著工程技術的進步，研究手段的發展，已經不能簡單的在單一的學科來研究，而是沿著多學科協同和多物理場耦合的方向發展，其應用的深度和復雜程度，取決于仿真軟件的發展水平和物理問題的模擬要求。

基于多個不同學科的仿真技術，要考慮真實物理的多場耦合效應，就需要合理的將多個物理場的相互關系描述清楚，相互數據的傳遞和依賴表達到位，這項工作看似簡單，實則非常復雜，對仿真軟件的要求和軟件技術層面的實現要求，非常之高，這也是耦合場技術從提出到現在已經有十幾年的時間，卻并沒有得到極大普及的一個關鍵因素。

另一個挑戰，是來自于用戶。每個工程師，都會有自己的知識背景和學科局限，對其他學科的問題理解都不會那么深，這就可能帶來應用方面的障礙?？鐚W科的用戶，難于在多個學科方向都達到比較好的應用深度，所以，專業的門檻需要用軟件技術的手段加以彌補，而這對軟件工具的研發提出了更高的要求。

天線罩+天線一體化多物理場仿真流程

科技發展到現在，從來都是一場馬拉松式的賽跑，軟件硬件飛速發展，齊頭并進，相比十年前，不知道提升了多少倍的計算能力。然而，我們對于仿真計算的需求，卻依然沒有得到完美的滿足，總是存在有極大挑戰的問題需求。因此，仿真工程的本質，是對資源效率和時間效率的極致追求。

簡單可以從幾個方面來看待這種需求，這也是追求最先進技術手段的必然選擇，每個節點都希望能達到極致：

• 流程壓縮，將手動的，按步驟的執行任務，用批處理的方式，形成自動化的流程，實現效率的大幅提升；

• 后處理自動化，后處理本質上是數據提取的過程，在現有應用中，可能會用仿真數據替代一部分實驗，需要提取大量的數據以及數據處理，手動的方式會帶來效率問題，需要將后處理的工具盡量按照需求做個性化定制，完成一鍵式數據后處理，極大地提升效率；

• 自動優化，采用高效能的優化工具，將物理問題在數學空間上做優化分析，快速得到優化方案，在分秒必爭的競爭市場，時間就是生命，對性能和時間的極致追求，渴望最高效的優化手段；

• HPC加速，軟件算法的進步，離不開硬件平臺的加持，利用一切可利用的手段，為仿真過程加速，比如多核，多機，掃頻，掃參，域分解等各種并行加速手段；

• 多學科集成，在同一個用戶環境中，完成多個學科的耦合場分析，共享模型數據，省去模型和數據傳遞以及信息交換帶來的效率問題，降低風險；

• 對物理問題的最小化表達，同樣一個問題，在滿足精度要求的前提下，用盡量少的網格表達，可獲得更高的效率。這個需求本質上是最需要得到精細設計者關注的，而應用層面上，往往沒有得到該有的重視，而是交給軟件來做。這本身并沒有錯，但在追求極致效率的場合，我們需要把主動權搶回來，在模型和網格層面做干預。即用盡量少的網格，獲得物理問題的最高性價比表達，比如網格控制，網格融合等技術的采用，就是為了達到此目的。

采用HFSS Mesh Fusion完成車輛測試環境的精細建模和仿真

本次天線年會Ansys將為大會帶來一場聚焦HFSS電磁場仿真應用的專場技術研討會，基于會議議題和應用方向，展開圍繞以上幾個維度需求的技術討論。主要演講題目與內容簡介如下：

會議主題：HFSS應用最佳實踐：一種頻率可重構SIW背腔縫隙陣列天線

嘉賓：燕杰

燕杰，Ansys售后技術支持工程師，主要負責HFSS高頻產品。碩士畢業于南郵電磁場與微波技術專業，曾從事通信終端射頻研發工作，主要包括手機、筆記本等消費電子的天線研發，具有多年高頻產品仿真經驗。

關鍵詞：SIW，可重構，加載開關，多物理場

簡介：本主題提出了一種基于等腰直角三角形基片集成波導（SIW）諧振腔的頻率可重構緊湊型縫隙陣列天線，可通過在輻射縫隙上加載開關使用不同集總元器件來改變天線工作頻率，從而使得天線的工作帶寬拓寬。其中小型化單元天線通過同軸饋電工作在主模式，未加載開關器件時中心諧振頻率為6.11GHz，增益為6.1dBi，加載5nH電感時中心諧振頻率為6.23GHz，增益為6.3dBi，由72單元組成的天線陣列最大增益可達到22dBi，較圓形或者矩形SIW背腔縫隙天線陣列，該平面陣列天線節能得到更好的輻射性能，結構更加緊湊。

議題1：Ansys全能大型陣列天線系統仿真解決方案

嘉賓：羅輝

羅輝，Ansys公司高頻應用工程師，負責HFSS等高頻電磁仿真軟件的售前售后技術支持，在天線、微波器件、射頻電路和射頻系統干擾等應用方向具有深厚的行業經驗和技術積累，為客戶提供量身定制的高頻電磁場仿真方案、軟件使用培訓和設計咨詢等各方面服務。

關鍵詞：3D component, unit cell, FA-DDM, CA-DDM, 場路協同，多物理場

簡介：隨著軍用、民用等多方面需求的驅動，大型陣列天線系統技術被極大地推動，日趨復雜的設計需求也帶來了更大的設計挑戰，如大規模陣列仿真、MIMO模擬、有源天饋系統性場路協同、電熱力多物理場耦合等。本主題主要介紹HFSS軟件在陣列天線系統設計仿真方面的解決方案，以及HFSS在相控陣設計仿真流程中的關鍵功能更新，講解由單元選型和優化、靈活的陣列建模、大規模并行計算、場路協同、多物理場等多個方面組成的完善的陣列天線全系統仿真流程。

議題2：5G毫米波天線仿真——HFSS 5G工具箱

嘉賓：吳紫玉

吳紫玉，Ansys高級應用工程師，畢業于電子科技大學，獲工學碩士學位。從事通信天線研發、終端天線（手機、平板、CPE）研發多年，具有多種形態天線開發、產品知識和工程實踐經驗?，F任Ansys中國高級應用工程師，負責Ansys高頻產品線的方案開發、咨詢與技術支持工作。

關鍵詞：TAU flex mesh, CDF, PD, 5G ACT, 3D component

簡介：“真”5G手機是將毫米波天線模塊放置在手機中，5G手機天線設計又面臨著新的挑戰：“新頻段、新形態 “天線模塊在手機中的布局應用，波束控制的codebook應用，毫米波的覆蓋問題（CDF）、電磁暴露認證計算PD（Power Density）值，用以排除各Beam ID的實測低值項等問題。面對5G 毫米波天線在手機中的新應用，HFSS軟件也跟隨新技術開發的步伐，3D compoent技術方便天線模塊布放，TAU FLEX mesh加速網格剖分，后處理內置5G ACT工具箱（CDF、PD值計算），在HFSS精確計算電磁場的基礎上，進一步方便用戶對5G通信問題進行快速計算研究，加速手機終端產品推陳出新。

議題3：電大與場景問題的求解：混合算法/SBR+

嘉賓：曹根林

曹根林，Ansys高級應用工程師，北京理工大學電磁場與微波專業碩士，有10年以上天線設計經驗，主要負責Ansys高頻產品線的方案開發、咨詢與技術支持等。長期從事微波與雷達天線設計工作，尤其在復合單脈沖雷達天線，如雙波段復合、雙極化復合、微波/紅外復合等領域擁有豐富經驗。

關鍵詞：混合算法，動態場景，介質SBR

簡介：仿真軟件可以幫助我們更快更好的設計、優化、分析問題，已經與我們的研發工作密不可分。而越來越多的電大尺寸問題的大規模計算，正向我們提出更大的挑戰。本次主要介紹最新版Ansys HFSS的混合求解、SBR算法，在大規模場景級問題中的應用技巧，以及一些典型的應用案例，如智能家居、無人駕駛等。

議題4：AEDT電熱耦合仿真最佳實踐展示

嘉賓：王曉峰

王曉峰，高頻電磁場仿真主任應用工程師，工學碩士，畢業于電子科技大學電磁場與微波技術專業。先后在Sigrity公司，EMSS公司，Altair公司從事軟件開發和電磁場仿真應用支持等工作。在天線微波、目標特性及電磁兼容等領域擁有十多年的電磁仿真經驗，為眾多國內科研院所提供了仿真支持及咨詢工作，對電磁場仿真算法體系及相關軟件有系統性了解和研究。

關鍵詞：應用場景演示，icepak, HFSS in AEDT          

簡介：Ansys電子桌面AEDT是專為電子設計工程師開發的集成仿真環境，目前AEDT已經集成了電磁場、電路、熱和結構仿真工具。本次演講將介紹全新的電子散熱工具AEDT-Icepak與HFSS的電熱耦合仿真流程，介紹在AEDT平臺下如何快速解決天線以及高功率微波器件的電熱耦合多物理場仿真問題。

議題5：HFSS核心技能分享：網格技術與設定技巧

嘉賓：張旭

張旭，畢業于蘇州大學電磁場與微波專業，獲工學碩士學位。長期從事天線設計研發，無源器件設計等電磁場與微波相關工作?，F任Ansys高級應用工程師，負責高頻產品線的方案開發、咨詢與技術支持等工作。

關鍵詞：網格技術與特點，設置技巧，mesh fusion

簡介：

優秀的科技創新是讓你幾乎感受不到科技的存在。

優秀的網格技術是讓你無需過多關注網格的設置。

HFSS作為三維電磁場仿真領域的黃金標準工具，其無以倫比的仿真精度和可靠性，快捷的仿真速度和易用的操作界面，成為三維電磁場仿真的首選工具和行業標準。而其中的關鍵技術之一，便是HFSS的獨特的網格技術。在最新的2021 R2版本中，HFSS在原有自適應網格技術、Classic、TAU以及針對不同幾何特征優化的Phi和TAU Flex等網格剖分技術外，顛覆性的推出了網格融合 (Mesh Fusion) 技術，實現了HFSS現有網格剖分技術的大融合，從而實現了復雜電磁系統模型的高效網格剖分。本次演講將系統性的為大家介紹HFSS最新的網格技術及特點。

目前，2021年全國天線年會注冊系統已開通，詳細注冊收費標準見下圖，通過鏈接注冊后方可通過郵件獲取各項流程和注意事項，若有疑問可致電天線年會秘書處-聯系電話：025-51199611