三維電磁仿真的案例
仿真案例｜三維電磁仿真的整合封裝和PCB電路板仿真
翻譯：上海安世亞太
前言
多年來，設計人員一直在仿真中考慮封裝寄生效應package parasitics 的影響，從使用簡單的一階模型（如理想電感+電阻）到更復雜的spice梯形網絡，最后到使用三維電磁仿真器充分提取封裝的s參數。對于封裝加PCB通道，目前最常用的方法是將封裝和電路板作為s參數或寬帶SPICE模型獨立地提取出來，并在電路仿真器中結合這兩種模型。但由于工作頻率高、信號速度快、集成器件復雜等因素，這種方法的局限性越來越大。
封裝與PCB（或封裝與電路）之間的耦合對性能有著不可忽視的影響。實現復雜封裝和PCB，或封裝和電路的仿真有幾個挑戰:電磁求解器的容量和精度，自動化，易用性，可接受的仿真時間。
PCB和封裝設計人員深知在更高層次的系統仿真中，提取其精確的設計模型是多么重要。采用三維全波電磁仿真和自動自適應網格劃分方案，可提供提取全波s參數模型所需的精度水平。然而，設計人員在嘗試使用三維電磁仿真來解決復雜的設計時面臨著一些挑戰，如圖1所示。電路板和封裝器件通常采用電子設計自動化（EDA）工具進行設計，需要引入到三維電磁仿真工具中。這些設計包括多個介質層、電源和接地層、信號層、大量過孔（與焊盤定義相關）和鍵合線。
第一個挑戰是從EDA工具中導入數據庫，但不包括應用于設計的手動修改，但要保留跟蹤、焊盤、焊線、網絡和引腳的數據庫信息。導入幾何體后，其他仿真模擬設置（例如，端口定義）需要易于使用，避免耗時的工程工作，并為非專業用戶提供可訪問性。最后，三維電磁仿真工具需要強大的網格、求解器和高性能計算功能，以將仿真時間縮短到可接受的水平，同時提供準確度。本文詳細介紹了一種用ANSYS?HFSS?3D Layout進行整合了封裝和PCB電路板的三維電磁仿真的新流程。
圖1.
展開 直播 | 利用 Cadence Clarity 克服復雜的三維電磁場仿真挑戰
Cadence Clarity? 3D Solver是一款基于有限元算法的三維電磁場仿真工具。在高準確性的基礎上，通過開創性的并行化技術實現了對超大規模電磁問題的高效求解。它適用于射頻微波器件及天線、SIPI分析、EMI、EMC等各個領域，并可提供豐富的后處理功能用于分析和改進產品設計。
本次直播主要介紹Clarity的原理及主要特性，如何與其他工具無縫鏈接實現設計內分析、仿真設計交互以及無縫集成/自動化，以及面向整機級超大規模結構的電磁仿真能力。針對當前的設計挑戰，Clarity可以為先進電子系統的設計和驗證提供前所未有的仿真能力。
利用 Cadence Clarity 克服復雜的三維電磁場仿真挑戰
直播時間：6月20日 19:30
講師：吳 磊
Cadence電磁場仿真工具資深產品經理
負責Cadence三維電磁場仿真工具相關產品的開發、驗證、技術推廣，同時也負責中國區重點客戶的支持。曾就職于華為，在無線通信射頻微波器件及系統、手機射頻前端等應用方向擁有深厚的行業經驗和技術積累。
課程大綱：
本次直播主要介紹Clarity的原理及主要特性，如何與其他設計工具無縫鏈接實現設計內自動化分析，以及面向整機級超大規模結構的電磁仿真能力。針對當前的設計挑戰，Clarity可以為先進電子系統的設計和驗證提供前所未有的仿真能力。
展開 帶您了解SIMULIA CST 電磁仿真軟件 2025新功能 微辰三維
SIMULIA CST Studio suite 2025 新功能上線
帶您“零幀起手”電磁仿真，作為電磁設計和仿真領域的佼佼者，SIMULIA CST 2025 帶來了令人振奮的新功能全面提升了設計精度與效率。
SIMULIA CST studio suite是一款全球公認的高效且精確的電磁仿真軟件，能夠處理復雜的系統級仿真，尤其在寬帶、電大、瞬態效應以及復雜結構和材料的仿真中表現出色。
SIMULIA CST新功能亮點搶先看：
- CST工作室新增強力工具:AMCAD&WASP-NET!
- T-solver全面升級:支持Floquet邊界與GPU加速!
- F-solver 四面體網格大幅增強，且部分算法已支持 GPU 加速!
- 1-solver中 ACA方法引入掃描優化顯著提升單站RCS 仿真速度!
- 線纜工作室功能增強:新增絞合調制、電流端口
- 低頻工作室功能增強:LitzWires，絕緣擊穿…
- 新增場源端口，可以支持更復雜的工作流程!
- IBIS-AMI任務全面支持9種模型組合的時域流分析!
- 支持 ARM 架構，適配更多的大型集群!
- VBA 命令無縫對接 Python,二次開發更高效!
達索正版軟件代理商微辰三維，可為您提供SOLIDWORKS教育版、科研版以及企業版軟件、ABAQUS有限元仿真分析軟件、三維電磁仿真工具CST軟件、SIMULIA整體仿真解決方案、3DEXPERIENCE 云端設計平臺等正版軟件的銷售價格以及試用體驗。
展開 9種電磁仿真軟件和方法，你會幾種？
隨著計算電磁學在工程應用領域影響力的不斷加深，商用電磁分析軟件越來越多，操作界面智能化，使得設計人員可以更加方便、直觀得進行濾波器設計、天線設計、目標電磁特性分析等。
1. 以有限元法為主的微波軟件有ANSYS HFSS
Ansys HFSS
是Ansys公司推出的三維電磁仿真軟件;是世界上第一個商業化的三維結構電磁場仿真軟件，業界公認的三維電磁場設計和分析的電子設計工業標 準。HFSS提供了一簡潔直觀的用戶設計接口、精確自適應的場解器、擁有空前電性能分析能力的功能強大后處理器，能計算任意形狀三維無源結構的S參數和全 波電磁場。
HFSS軟件擁有強大的天線設計功能，濾波器微信公眾號認為它可以計算天線參量，如增益、方向性、遠場方向圖剖面、遠場3D圖和3dB帶寬;繪制極化特性，包括球形 場分量、圓極化場分量、Ludwig第三定義場分量和軸比。使用HFSS，可以計算：
① 基本電磁場數值解和開邊界問題，近遠場輻射問題;② 端口特征阻抗和傳輸常數;③ S參數和相應埠阻抗的歸一化S參數;④ 結構的本征模或諧振解。而且，由Ansys HFSS和Ansys Designer構成的Ansys高頻解決方案，是目前唯一以物理原型為基礎的高頻設計解決方案，提供了從系統到電路直至部件級的快速而精確的設計手 段，覆蓋了高頻設計的所有環節。
2. 以有限積分法為主的微波軟件有CST Microwave Studio
CST MICROWAVE STUDIO
CSY德國Computer Simulation Technology公司推出的一款高頻三維電磁場仿真軟件。廣泛應用于移動通信、無線通信(藍牙系統)、信號集成和電磁兼容等領域。CST仿真軟件包含的主要產品有：CST微波工作室、CST設計工作室、CST電磁工作室以及馬飛亞(MAFIA)。
展開 
CST電磁仿真軟件的功能和優勢有哪些
CST三維電磁場仿真軟件，即CST Studio Suite（CST 工作室套裝）覆蓋了整個電磁頻段，為工程師們提供完備的時域和頻域全波電磁算法和高頻算法。常應用于電磁兼容、天線/RCS、高速互連SI/EMI/PI/眼圖、手機、核磁共振、電真空管、粒子加速器、高功率微波、非線性光學、電氣、場路、電磁-溫度及溫度-形變等各類協同仿真場景中。
CST三維電磁場仿真軟件即CST工作室套裝。CST工作室套裝中包含了八個工作室子軟件，分別是：CST 設計工作室、CST 印制板工作室、CST 電纜工作室、CST 規則檢查、CST 微波工作室、CST 電磁工作室、CST 粒子工作室、CST 設計工作室、CST 多物理場工作室。這八個CST軟件能夠面向3D電磁、電路、溫度和結構應力進行仿真設計，是一套集成度非常高的仿真軟件平臺。并且所有的工作室子軟件全部集成在同一個用戶界面下，可以無縫快速切換，實現協同仿真。
CST軟件優勢：
● 仿真允許利用虛擬原型；
● 并將測試失敗及召回的風險降至最低；
● 有利于將產品推向市場，同時還能縮短開發周期并降低成本；
● 在設計流程早期優化設備性能并發現及解決潛在合規性問題、減少所需的物理原型數量。
展開 CST STUDIO SUITE 2023 三維全波電磁場仿真軟件及教程分享
電磁仿真已廣泛應用于有線與無線通信、衛星、雷達、半導體與微波集成電路、計算機、汽車、航空航天等等領域，從毫米波電路，射頻電路封裝設計驗證，到 PCB 板，天線設計等等。電磁仿真計算在民用與軍用領域的系統設計及仿真預測等方面都發揮著越來越重要的作用。
達索系統于 2016 年先后收購德國電磁軟件 CST，及英國電磁及多物理場仿真軟件 Opera。隨著技術不斷的發展，達索系統 SIMULIA 的電磁解決方案，結合CST 成熟平臺已形成了 EMC 仿真領域中算法多、有效、精準的三維全波段電磁場仿真工具，覆蓋靜場、簡諧場、瞬態場、微波毫米場、光波直到高能帶電粒子的全電磁場頻段的時域頻域全波段仿真解決方案。客戶遍布國內外通信、電子電器、航空航天、船舶、汽車、國防等各領域。
CST 是一種高性能 3D EM 分析軟件包，用于設計、分析和優化電磁 （EM）部件及系統。
適用于整個 EM 范圍內各類應用領域的電磁場解算器全部包含在 CST 的一個用戶界面中。解算器可以結合使用以執行混合仿真，使工程師可以更靈活地利用高效、直接的方法，對包含多種部件的整個系統進行分析。與其他 SIMULIA 產品的協同設計允許將 EM 仿真集成到設計流程中，并從最早期階段開始推動開發流程順利進行。
EM 分析的常見目標包括天線及濾波器的性能和效率、電機和發電機中的電磁兼容性及干擾 （EMC/EM）、人體 EM 磁場暴露、機電效應，以及高功率設備的熱效應。
CST STUDIO SUITE 應用領域包括：
1. 微波射頻與光學（如天線設計與布局、雷達等）；
2. 電子設計/電子技術（如PCB板，線纜、封裝、連接器等）；
3. EMC/EMI （如整車電磁兼容/電磁干擾等）；
4. 近場和低頻問題（如電機、傳感器等）；
5.
展開 圓柱形頭螺旋尾的三維結構的電磁力耦合仿真 ￥1000
如下圖所示，幾何模型是一個圓柱形頭螺旋尾的三維結構(材料是柔性橡膠)，以及倆塊NdFeB永磁鐵。其中，倆塊磁鐵緊嵌在圓柱形頭部。
該三維結構置于背景磁場B0中，背景磁場大小和磁感應方向均不變。倆個磁體的磁極方向如藍色箭頭所示，由南極指向北極(已在COMSOL中配置)。在背景磁場作用下，倆個磁體受到磁轉矩作用，磁極會趨向于背景磁場方向，并傳遞給彈性結構頭部一個變形(變形趨勢如綠色箭頭所示)。模擬結果如圖所示：
ANSYS Electromagnetics Suite 2023 R1 三維電磁（EM）仿真軟件及教程分享
ANSYS Electromagnetics Suite 2023 R1 的破解
在新的破解工具的加持下，ANSYS Electromagnetics Suite 2023 R1 的破解一鍵即可完成
注意事項：
退出安全防護軟件
要以「系統管理員權限」運行破解工具
不要使用家庭版或者教育版的操作系統，可能會造成License服務啟動失敗
文章來源：電磁仿真之家
利用HFSS電磁軟件仿真設計準八木天線
【摘要】本文介紹了Ansoft 三維結構電磁場仿真軟件HFSS和時域有限差分法，并用這兩種方法分別仿真計算了共面波導饋電的準八木天線，仿真計算結果與實驗測量結果非常相近，證明了HFSS仿真軟件的有效性。
ansoft_06.pdf
電子自動化設計與電磁仿真軟件ADS硬件配置探討202011
這些技術包括：S 參數、A C 分析、諧波平衡、高頻SP I C E 、卷 積 、電 路 包 絡、高 速 通道、K eysight P tolemy 系統數據流、Momentum 三維平面電磁以及全三維有限元電磁場求解器
二．ADS求解算法計算特點
ADS具有創新和行業領先的仿真技術：
?線性頻域模擬器
?諧波平衡非線性頻域模擬器
?X參數發生器模擬器
?電路包絡混合時/頻域非線性仿真器
?瞬態/卷積時域模擬器
?信號完整性通道模擬器
?托勒密(Ptolemy)系統模擬器
?Momentum 3D平面電磁模擬器（MoM）
?有限元全3D電磁模擬器（FEM）
2.1 矩量法（MOMentum）三維平面電磁仿真器
?使用多達 16 個內核的 64 位計算機進行的多線程仿真，容量更大，速度更快
?高級模型編輯器生成定制的參數化電磁場元器件庫，可用于快速仿真和優化
?三維空間的表面電流和平面天線輻射顯示
?儀器尺寸參數與電路和系統元器件的優化
?在圖表中生成類似版圖的元器件，可對電路或系統元器件建立無誤連接
?用戶可選的微波全波或快速射頻準靜態模式電磁仿真
?自適應頻率掃描，能夠自動快速地在整個仿真頻段內找出全部諧振頻率。
展開 三貼片的天線陣
美國REMCOM公司的XFDTD軟件是功能強大的全波三維電磁仿真和分析工具。下面介紹了XFDTD如何設計HiperLAN中的天線。本例天線是三個貼片的天線陣。
tiepian.pdf
comsol三維電磁攪拌，熱-電磁-流體耦合 ￥100
<p>此<a href="https://www.yqgqt.org.cn/service/PlanarTransformer" rel="noopener noreferrer" target="_blank">電磁</a>攪拌模型為clem式電磁攪拌裝置，實現固體<a href="https://www.yqgqt.org.cn/qa/2756" rel="noopener noreferrer" target="_blank">流體</a>傳熱，<a href="https://www.yqgqt.org.cn/qa/2756" rel="noopener noreferrer" target="_blank">流體</a>流動和電磁場全耦合，下圖為<a href="https://www.yqgqt.org.cn/qa/2756" rel="noopener noreferrer" target="_blank">流體</a>攪拌效果的切面圖。
展開 2020年還活著的國產三維CAD
④中望穩步向前，進行了多輪融資，也發布了自己旗下的中望電磁仿真軟件，自主產權全波三維電磁仿真軟件。
⑤CAXA看似不溫不火。數碼大方的CAXA 3D實體設計軟件 V2019榮獲 “2019年度優秀軟件產品”獎。CAXA 3D實體設計軟件被列入中國軟件行業協會2019年度推廣優秀軟件產品名單，成為政府采購、大型信息化工程招標項目的重要參考信息。
⑥華天似乎進行了全新變革，換了LOGO，想脫離了中國航天的影響。
祝福以上的，2020，做到鼠一鼠二。
如何學好電磁仿真技術？ 附電磁學仿真下載
電和磁是不分家的，有電的地方就有磁，所以電磁技術在電氣設備當中得到了廣泛的應用。
1、電氣設備的絕緣分析是電氣柜的必要仿真之一，換言之，就是在設備當中是否發生閃電（電弧擊穿），那么仿真軟件就可以根據離散化的空間單元來計算電場強度，進而判斷其場強是否大于空氣的擊穿場強，后期進行必要的產品設計更改。這是電磁軟件的電場應用。
2、考慮磁場應用就更多了，高頻的電磁波這里不做考慮，那么低頻的應用包括考慮熱效應的有電磁爐、電磁感應淬火、電氣設備功率損耗、電纜功率損耗等
3、考慮電磁受力的有電磁炮、電磁鐵、斷路器的電磁脫扣器，電氣柜的電動力
4、考慮電磁場效果的的有變壓器、金屬檢測儀器、無線充電技術、磁懸浮等技術
電磁仿真技術學習經驗分享
以上講了電磁的常規應用，下面我說一下個人的對于電磁仿真技術的學習經驗。供大家參考，有興趣的可以深入研究
1、話說干一行愛一行，首先你得喜歡仿真分析這門玄學。更要對其充滿好奇心，要多想想你能從中得到什么，沒有興趣，那么就果斷放棄吧，此處不開花，總有你綻放的地方
2、有了興趣那么你就要開始深入研究。如果你對《周易的》乾坤八卦不了解（乾代表天，坤代表地，巽（xùn）代表風，震代表雷，坎代表水，離代表火，艮（gèn）代表山，兌代表澤），那么你對五行-金、木、水、火、土，至少要有個概念，換言之，你對Maxwell方程組不了解，那么對其衍生的電磁學知識有個初步的感性認識，其理論知識至少要達到一定高度（初中物理中的電磁知識即可）。
原理其實很簡單，結合個人經驗，你需要知道三點知識即可
（1）明白無論直流還是交流，只要有電流就會產生磁場，了解其磁場方向（右手定則），方向看看指南針即可
（2）明白電流在磁場中受力方向（左手定則）。
展開 AMESim電磁閥仿真詳解：一種深低溫電磁閥試驗系統設計與仿真
基金項目：國家自然科學基金——聯合基金項目（U1937602）
摘 要：
為實現某低溫運載火箭三子級冷氦增壓系統液氫溫區閥門性能考核，采用AMESim建立系統仿真模型，仿真分析被測冷氦增壓電磁閥不同工作模式，得出兩臺200W@20K斯特林制冷機、兩臺70L高壓低溫換熱貯罐、按照箭上落壓、等間隔開啟/關閉工作模式的設計方案，以最小貯箱容積和最短換熱時間實現冷氦電磁閥液氫溫區性能試驗。
