電子產品如今遍布我們所處的世界。從電機、高速電子設備、天線到無線通信，相關需求在不斷增長。不過，由于要滿足降低能耗、避免干擾其它設備以及縮短研發時間等要求，設計一款能夠在現實中可靠運行的創新產品變得愈加困難。領先企業利用工程仿真快速向市場推出能夠滿足甚至超越期望的創新產品。

高性能電子產品能夠推動各個行業實現一些最杰出的創新。高級輔助駕駛系統(ADAS)、物聯網(IoT)、5G通信、混合動力推進系統等開拓性發明需要采用高級電磁場仿真技術，因此領先企業能夠借此設計與優化產品，并且實現產品的快速上市。在把射頻(RF)及無線通信組件集成到緊湊封裝時，工程師需要評估系統密度的影響，以滿足更小的尺寸需求并提高電源效率。汽車、飛機和船舶的電氣化需要借助新的設計思維方式，使電機與電子設備等工業組件突破其傳統限制。

工程師利用精確仿真可預測其設計方案的詳細性能并實現創新產品。ANSYS提供具有強大創新功能的一流產品， 其中包括集成平臺、業界最佳的單物理場和綜合多物理場，以推動計算機仿真的發展。我們面向電機、高速電子與RF/無線通信的最新電磁軟件創新能夠繼續幫助工程師按時實現功能和可靠性目標。

電機設計

在ABB的一項研究中指出，電機耗電量占全球工業耗電量的三分之二，其相當于全球總耗電量的28%[1]。這代表著巨大的能量，因為全球每年耗電量接近24000太瓦·時[2]。電機效率提高1%可以節約的能量相當于8100萬輛油罐卡車（每輛裝載9000加侖的燃料）的汽油。這些18輪卡車如果頭尾相接足夠繞半個地球。顯然這種能源節約很值得探究。ANSYS仿真軟件可以幫助 電機設計人員優化設計并提高能效。

WEG電機展示了虛擬設計如何實現實際創新。借助ANSYS仿真技術，WEG可提供最佳能源效率、超低噪聲和超過10萬小時的軸承使用壽命。

“汽車、飛機和船舶的電氣化需要借助新的設計思維方式，使電機與電子設備等工業組件突破其傳統限制。”

ANSYS創新：綜合多物理場工作流程

為了提高電機效率，ANSYS Maxwell軟件能夠針對機械執行嚴格的性能計算，包括線性平移與旋轉運動造成的運動感應效應、高級磁滯分析、永磁體的去磁以及其他關鍵電磁機械參數。通過ANSYS Workbench平臺，Maxwell可與ANSYS Mechanical、ANSYS Fluent或ANSYS Icepak聯合使用，并且共享相同的CAD源，以執行應力、熱、CFD及聲學分析。在詳細分析所有影響電機效率的因素時，需要使用這些多物理場功能。例如，Maxwell 計算得到的損耗可以用作CFD軟件的輸入信息， 從而計算溫度分布并評估冷卻策略。Maxwell計算得到的電磁力和扭矩可以輸入到ANSYS Mechanical，用于分析變形以及進一步評估潛在振動。ANSYS平臺獨有的深度多物理場分析，有助于實現能夠大幅降低功耗的機械設計。

ANSYS創新：高性能計算

工程仿真領域最重大的發展之一是高性能計算(HPC)。企業現在利用數十、數百甚至數千個計算機節點，以更快速度和更高保真度來仿真更多更大的模型。ANSYS軟件提供多種突破性數值求解器和HPC方法，其已經針對單臺多核機器進行優化，而且具備可擴展性，能夠充分發揮集群的全部功能。采用參數化分析的設計探索在擴展到集群時可以得到顯著加速。電機尺寸、驅動電流、速度、扭矩載荷和所有其他仿真參數都可以在眾多設計點進行評估，而且可以同時在多個內核上進行求解。ANSYS Maxwell 中的全新時域分解法(TDM)可以充分發揮現代計算集群的優勢。TDM提供的計算能力和速度，可用于執行面向電機、平面磁性組件和變壓器的完整瞬態電磁場仿真。這樣工程師就能夠同時求解（而非順序求解）所有時步，并且將時步分布到多個核、聯網計算機和計算集群上。TDM可以在設計階段實現完整的3D仿真，從而支持在數小時內探索和研究電機的常用細節，如：繞組最終效果或分組磁體。最終可以顯著提高仿真容量與速度，使工程設計團隊能夠在研發早期階段探索更多選項，從而降低功耗和滿足其他規范要求。

筆記本電腦集成系統裝配體的三維布局，其將主印刷電路板布局與邊緣連接器及子卡連接在一起。

RF和無線

天線是確保無線設備具有優異性能的關鍵所在，而且對實現IoT、自動駕駛等創新至關重要。在現代無線世界中，設備需要多個天線支持各種無線業務以及多輸入多輸出(MIMO)處理功能，而且在辦公室、住宅、汽車等大型復雜電磁環境中必須能夠在其他電子設備附近可靠運行。最新ANSYS產品創新可幫助行業領導者設計可靠的天線，無論其尺寸或最終應用如何。

ANSYS創新：天線綜合與已安裝天線的性能

ANSYS HFSS高頻電磁場軟件可優化天線設計的綜合、設置與分析。它使每位工程師、甚至那些不具備天線專業知識的工程師都能夠創建和優化天線設計與集成。ANSYS HFSS SBR+是一種面向HFSS的、功能強大的射線跟蹤法(SBR)電磁場求解器選項，可針對電大尺寸平臺上已安裝的天線執行性能分析。在HFSS中單獨創建的天線設計能夠以數字化方式布置到電大尺寸平臺，而且可以作為矩陣通過HFSS SBR+進行快速求解。這種強大的組合能夠分析已安裝的性能并優化天線布局。

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ANSYS EMIT是一款用于在復雜RF環境中評估系統性能的獨特RF干擾工具。此處所示的EMIT桌面包含HFSS模型、無線電電路以及位于右上角的獨特情景矩陣。情景矩陣中的紅色方框表示必須解決的嚴重RFI問題，而綠色方框則表示沒有問題。

“ANSYS RF Option現已包含ANSYS EMIT。這是一款行業領先的軟件，可用來預測多個無線電發射器和接收器的RF共址與EMI干擾問題?！?/p>

ANSYS創新：RF共址預測

隨著無線設備數量增加但是其運行頻譜保持不變，這些通信系統更有可能相互干擾并劣化相鄰系統的性能。ANSYS RF Option現已包含ANSYS EMIT。這是一款行業領先的軟件，可用來預測多個無線電發射器和接收器的RF共址與EMI干擾問題。

HFSS提供的平臺與天線耦合信息可通過強大的鏈路自動傳輸到EMIT。設計人員利用EMIT中的無線電電路元件庫與行為模型能夠快速配置RF系統，以模擬它們在現實工況下的性能。這包含來自其他無線電設備的干擾以及來自手機電路的無意輻射。軟件可以提供用于診斷互調產物等復雜問題的相關工具。相互作用圖表可以顯示所有干擾的準確路徑，有助于確定問題的原因。在確定問題后，可以對緩解措施進行仿真，以評估其效果，最終幫助工程師實現情景矩陣所示的無干擾設計。

Maxwell時域分解法可利用Intel Xeon處理器E5-2690 v4加速瞬態電磁場仿真

展望未來

未來的電子產品創新將會非常廣泛，而且會應用到眾多行業。為實現上述創新，工程師亟需一款能夠包含全部所需的物理場和系統效應、并且支持仿真和設計完整電氣與電子產品的平臺。在這款平臺中，復雜集成電路、甚至汽車等完整產品的詳細細節也都囊括其中。

雖然仿真過去只是專家的獨享領域而且主要用于驗證工作，但是高級自動化功能可以讓產品研發團隊在研發過程中提前實施更多仿真，從而快速評估設計變更。

ANSYS電磁學產品不但能夠仿真電機、電路板或天線的電磁行為，而且能夠以數字化方式把它們放入工作環境，因此即使存在其他陣列的干擾情況下，用戶也能確定產品的實際性能。ANSYS致力于提供能夠推動創新的產品...了解更多