高頻電磁應用
關注創(chuàng)建者：Ansys中國 創(chuàng)建時間：2022-01-19
高頻電磁應用的視頻教程
HFSS技術突破與應用場景更新——高頻電磁兼容
長期從事天線設計研發(fā)，無源器件設計等電磁場與微波相關工作。現(xiàn)任Ansys高級應用工程師，負責高頻產(chǎn)品線的方案開發(fā)、咨詢與技術支持等工作。
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HyperMesh新界面處理高頻電磁網(wǎng)格
HyperMesh新界面處理高頻電磁網(wǎng)格 直播時間：4月12日 10:00 課時章節(jié)：第1節(jié)課（共1節(jié)） 適用人群：從事航空航天行業(yè)相關從業(yè)人員 內(nèi)容大綱： 1. HyperMesh 幾何清理與拓撲修復； 2. HyperMesh 電磁網(wǎng)格劃分、網(wǎng)格檢查與處理
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Ansys maxwell高頻電磁感應加熱仿真
溫度場導入熱源與電磁場熱源比較 4. 改變耦合參數(shù)，實現(xiàn)加熱后的自然冷卻 5. 改變耦合參數(shù)，實現(xiàn)改變熱源的大小。 6. 通過改變材料屬性參數(shù)或邊界條件，獲得所需的溫度分布
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高頻電磁應用的實例教程
HFSS作為Ansys電磁兼容仿真方案中的高頻三維結構核心求解工具，具有舉足輕重的作用，可應用于板級及系統(tǒng)級，尤其是涉及到射頻和環(huán)境的無線系統(tǒng)與全平臺集成的仿真場景當中，其中天線與PCB等問題，前面已經(jīng)有較為詳細的描述。
射頻干擾RFI
-汽車、飛機、手機等搭載多通信系統(tǒng)的射頻干擾仿真
-無線倉庫的射頻干擾仿真
人體的電磁暴露
-高精度EM 仿真提供E和H場值
-頻率相關的介電常數(shù)
-人體模型與電磁場強度的限值進行比較
-變電站和高壓線路
-無線通信設備的SAR
-船舶飛機和平臺的EEE和輻射危險
-HERO,HERP.HERF、HERA
全平臺電磁仿真
雷擊與放電區(qū)域
高強度瞬態(tài)電磁場對電子設備的損害是致命的，典型的高強度電磁脈沖干擾包括雷擊，EMP，HEMP，ESD，以及HIRF高強度輻射場(High Intensity Raidated Field)但系統(tǒng)受高強度電磁場干擾或雷擊ESD等影響時，設計者必須保護系統(tǒng)或敏感設備不受損壞，且具備保持正常工作的能力。Ansys仿真軟件可以從時域頻域兩方面模擬HIRF和雷擊等瞬態(tài)強電磁脈沖的影響，幫助設計者定位HIRF和雷擊發(fā)生的熱點，查看HIRF和雷擊之后的放電路徑，并通過混合算法，對超大物體如航母等進行三維電磁分析。
用Q3D尋找人手和手機的模型中可能放電的熱點區(qū)域，Q3D中分析得到的電荷密度(絕對值)分布。
雷擊放電路徑與間接效應
場景分析
RS232接口電路，在核爆脈沖作用下，內(nèi)部電路信號波形的干擾情況仿真。
展開 相控陣天線設計
HFSS軟件針對現(xiàn)代相控陣天線的設計需求，提供了從模塊到整機系統(tǒng)的設計平臺，可實現(xiàn)電磁場一電路一電磁場的閉環(huán)仿真，有效地幫助工程師攻克相控陣天線在系統(tǒng)集成方面的設計難題。
陣面設計
單元法：Floquet端口配合周期性邊界對周期性結構進行電磁分析的方法稱為單元法，可作為相控陣設計中，評估陣中單元性能的有效方法，它不僅能快速發(fā)現(xiàn)陣列的掃描盲區(qū)，還能提供多種分析手段，幫助設計者對掃描盲區(qū)的產(chǎn)生原因做出準確的判斷。
有限大陣(Finite ArrayDDM)：是HFSS獨有的一種基于單元法模型和區(qū)域分解法的高效大規(guī)模陣列天線仿真方法。這種方法與全陣建模求解同樣精確，并且建模求解都更加快速。
三維部件有限大陣(3DComp DDM)：基于三維部件的有限大陣列仿真方法是Anys HFSS 2019 R3中新引入的一種的基于迭代域分解的陣列仿真技術，可用于對具有不相同單元的有限周期結構進行建模仿真。
陣列與前端饋電系統(tǒng)協(xié)同設計
HFSS場路協(xié)同仿真方法通過電路和電磁場的動態(tài)鏈接與激勵推送，可以實現(xiàn)在電路仿真器中，將天線模型與饋電網(wǎng)絡仿真結合起來協(xié)同設計，仿真并優(yōu)化駐波特性，進行匹配設計。這樣，不僅可以大大提高設計效率，充分考慮結構中的電磁場細節(jié)，直接獲得整個饋電系統(tǒng)優(yōu)化的性能指標，而且避免了在設計中對單個部件過高的指標要求，可以方便地獲得整個系統(tǒng)最優(yōu)化的性能。
利用HFSS場路協(xié)同設計功能，將周期性邊界條件仿真的陣中單元特性與饋電網(wǎng)絡在Circuit中組裝在一起，考慮天線單元之間的耦合特性和饋電網(wǎng)絡的寄生效應情況下，進行匹配設計饋電網(wǎng)絡和陣列天線的協(xié)同仿真。
展開 高頻/高速器件設計
在通信、電子及數(shù)字領域，高頻設計需要特別關注和用專門的工具去正確的區(qū)分和處理各種電磁效應。這正是HFSS成為微波/射頻和高速器件設計的黃金標準的原因。對于三維高頻微波器件，例如波導、濾波器、耦合器、鐵氧體器件或者腔體，HFSS可以提取S參數(shù)、優(yōu)化性能指標及考慮生產(chǎn)加工的容差設計。
IC、封裝、PCB
RFIC和SoC設計中的電磁(EM)分析
對于5G，射頻前端電路、高性能基準振蕩器和相關互聯(lián)必須經(jīng)過正確設計，才能確保在6GHz乃至毫米波頻可靠運行。片上混合信號組件受電磁效應影響，其設計應考慮各種高靈敏度混合信號電路模塊間的自耦合和交叉耦合。仔細檢查布局、寄生電感和電容、襯底建模和走線電阻是實現(xiàn)可靠性的關鍵。為了建模DC直至毫米波頻段的電磁效應，需要對布局進行特殊處理。Ansys可提供多種用于片上結構的高級電磁仿真技術。Ansys HFSS 是有限元方法(FEM)抽取器的行業(yè)標桿，有經(jīng)驗的工程師將它用于技術探索和簽核驗證。
PCB板級和組件級電磁建模
精確模擬整個PCB板和封裝，解決EMI問題
-S參數(shù)和寄生參數(shù)提取
-檢查PCB的EMI設計規(guī)則
-濾波元件的電路分析
天線設計
天線饋電結構設計
對包含功分器、環(huán)形器、隔離器、濾波器等器件在內(nèi)的饋電結構進行整體仿真設計
仿真屏蔽腔對饋電結構的影響
天線設計
振子天線：一般指直線形的單極或偶極天線，或者由單極、偶極振子組合成的復雜天線，如典型的八木宇田天線。
展開 以下為（元王）有限元科技為某連接器產(chǎn)品電氣性能優(yōu)化，做的高頻仿真分析案例。
電磁仿真分析背景
該連接器產(chǎn)品需要CAE仿真技術進行優(yōu)化，將產(chǎn)品TDR從原有的89~128歐改善到90~110歐，盡量在結構約束范圍內(nèi)優(yōu)化。
CAE仿真模型
仿真條件說明
信號上升時間（Rise Time:ps，20-80%）
87.5ps
差分阻抗
100 ?
應用軟件
HFSS
仿真方案及結果
方案一：只修改結構（6,7,14位置受到修改約束），不改變原始材料，優(yōu)化后效果不明顯。TDR從89~128歐改善到93.5~120歐，但依然沒達標（標準限制為90~110歐）。
方案二：修改材料和結構（6,7,14位置受到修改約束），優(yōu)化后效果明顯。TDR從89~128歐改善到95~110歐，已經(jīng)達標（標準限制為90~110歐）。
方案三：修改材料和結構（結構不受6,7,14位置約束），優(yōu)化后效果明顯。TDR從89~128歐改善到94~109歐，已經(jīng)達標（標準限制為90~110歐）；
結果匯總：
方案一：只修改結構（結構受表格約束），不改變原始材料，優(yōu)化后效果不明顯。TDR從89~128歐改善到93.5~120歐，但依然沒達標（標準限制為90~110歐）；
方案二：修改材料和結構（結構受表格約束），優(yōu)化后效果明顯。TDR從89~128歐改善到95~110歐，已經(jīng)達標（標準限制為90~110歐）。但材料價格較貴；
方案三：修改材料和結構（結構不受表格約束），優(yōu)化后效果明顯。TDR從89~128歐改善到94~109歐，已經(jīng)達標（標準限制為90~110歐）；
1.在0~5GHZ內(nèi)，差分插入損耗PASS。
展開 利用現(xiàn)代仿真技術可以讓設計人員提前發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品潛在的電磁兼容性問題，減少測試次數(shù)和迭代周期，滿足產(chǎn)品的合規(guī)性，最終實現(xiàn)降低研發(fā)成本。
本次線上技術交流將給大家介紹全新版本HFSS在系統(tǒng)級EMI/EMC方面的仿真應用，主要包括：電大平臺場景多射頻系統(tǒng)的干擾問題、人體的電磁暴露問題 、HIRF/EMP等全系統(tǒng)電磁兼容問題。
高頻電磁應用的相關專題、標簽、搜索
高頻電磁應用的最新內(nèi)容
本案例為獨立接觸孔的模擬，如下所示：
在布局中文件layout.jcm中定義的幾何設置，給定的平行四邊形定義了掩模上邊長為280nm的孔洞大小。由于這種模式建模時定義為孤立的，它在橫向上被吸收掩模材料包圍。在JCMsuite中，通過定義一個圍繞幾何單元的ConvexHull，可以方便地建立這個結構。這將自動建立一個ConvexHull與封閉模式的最小距離偏移。對于ConvexHull其域名
全文內(nèi)容選自 Altair 區(qū)域技術交流會西南站
中國汽車工程研究院股份有限公司高級工程師
黎小姣 演講
在汽車智能化、電動化持續(xù)演進的背景下，電磁兼容（EMC）問題日益成為影響車輛安全性和可靠性的重要因素。中國汽車工程研究院股份有限公司（簡稱：中國汽研）在整車及零部件 EMC 仿真方面持續(xù)深入探索，并在 Altair 區(qū)域技術交流會-西南站系統(tǒng)分享了 EMC
本案例為獨立接觸孔的模擬，如下所示：
在布局中文件layout.jcm中定義的幾何設置，給定的平行四邊形定義了掩模上邊長為280nm的孔洞大小。由于這種模式建模時定義為孤立的，它在橫向上被吸收掩模材料包圍。在JCMsuite中，通過定義一個圍繞幾何單元的ConvexHull，可以方便地建立這個結構。這將自動建立一個ConvexHull與封閉模式的最小距離偏移。對于ConvexHull其域名
本案例為獨立接觸孔的模擬，如下所示：
在布局中文件layout.jcm中定義的幾何設置，給定的平行四邊形定義了掩模上邊長為280nm的孔洞大小。由于這種模式建模時定義為孤立的，它在橫向上被吸收掩模材料包圍。在JCMsuite中，通過定義一個圍繞幾何單元的ConvexHull，可以方便地建立這個結構。這將自動建立一個ConvexHull與封閉模式的最小距離偏移。對于ConvexHull其域名
<p>讀者朋友比較熟悉結構仿真的網(wǎng)格劃分，但是對高頻電磁仿真的網(wǎng)格劃分可能接觸不多。不同的電磁求解器用的單元不同，對于Feko來說，通常以結構表面的2D網(wǎng)格為主，而結構分析中，結構內(nèi)部的3d單元是結構性能的主要貢獻者，必須保留。</p><p><br></p><p><img src="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_jpg/x0yLiaf5fF6ygeTafZQ51Cq0ImTMJWpOibxFicH5eP2HsE9DrT6AG9Z1FwQ6qrOTia01nVZtkDaDdmAlibFzpDbuNnQ
</p><p><br></p><p>高頻電磁應用還包括機載定向天線對地面覆蓋，比如說eVTOL在城市或山地環(huán)境下飛行時，需要計算機載定向天線在不同的地形下對地面的覆蓋，還有復雜場景下機載天線與地面系統(tǒng)天線的收發(fā)性能分析等等。
一、背景介紹
高頻電磁場仿真在電子工程領域有著至關重要的作用，廣泛應用于無線和有線通信、計算機、衛(wèi)星、雷達、半導體和微波集成電路、航空航天等多個領域，從芯片封裝、毫米波電路、射頻電路設計驗證，到混合集成電路、PCB板、無源板級器件、RFIC/MMIC設計，再到天線設計，以及微波腔體、衰減器、微波轉接頭、波導濾波器等各類微波元器件的設計，都離不開高頻電磁場仿真工具。
二、
一、背景介紹
隨著新能源汽車的普及，電機作為新能源汽車驅動系統(tǒng)的核心組成部分，其重要性不言而喻。電機使電能轉化為機械能，通過傳動系統(tǒng)將機械能傳遞到車輪，驅動汽車行駛。新能源汽車電機的發(fā)展經(jīng)歷了從初步探索到技術成熟的多個階段。早期，新能源汽車電機技術相對落后，存在效率低、功率密度低、可靠性差等問題。然而，隨著科技的進步和市場的推動，新能源汽車電機技術不斷取得突破。
通過低頻電磁場仿真可以分析得出電機的磁場分布
為什么智能汽車行業(yè)比以往更需要需要電磁仿真？
智能汽車中的高級駕駛輔助系統(tǒng)利用攝像頭、激光雷達等各種技術來確保安全舒適的駕駛體驗，各類傳感器更是未來實現(xiàn)自動駕駛的基石。在這些技術中，雷達在探測和跟蹤物體方面發(fā)揮著至關重要的作用。
當集成到車輛中時，雷達的性能會受到車身及其附近其他部件的影響，包括保險杠、底盤和電纜等。保險杠的材料、形狀和厚度以及周圍的散射部件傳感器對雷達的性能影響很大
安世亞太結構工程師
黃錦耀
摘要： 能量有限元方法是一種以能量密度為基本變量的數(shù)值計算方法，既能克服有限元（FEA）方法在中、高頻分析時彎曲波在結構中傳播，要求小尺寸網(wǎng)格引起計算效率低以及結構模態(tài)密集導致的頻率上限的問題；又能改善統(tǒng)計能量法（SEA）丟失子系統(tǒng)空間特征信息的問題。本文以能量有限元理論為基礎，
