PDF《ANSYS HFSS》

安世亚太官方微信 ANSYS HFSS 高频电磁场仿真分析技术

2 由于电子器件的性能取决于电磁场状 态,我们需要对其进行快速精确的仿 真,在任何设计原型加工之前,获知 该设计在实际工作中的性能.

ANSYS HFSS仿真结果能给我们信心:该技术可 在用户最少干预的情况下得到最准确的 分析结果.作为任意三维结构全波电磁 场仿真的标准和核签工具,HFSS是现代 电子设备中设计高频/高速电子组件的首 选工具. 全面了解电磁环境之后才能更准确的预 测一个部件或子系统,系统以及终端产 品在电磁场中的性能及其相互影响. HFSS可分析整个电磁场问题,包括反射 损耗,衰减,辐射和耦合等. 左图:智能手机结构及电场分布(前视图) 右图:智能手机拆开机壳后的内部结构及电 场分布(后视图) 暗室中带测试天线的汽车及场分布 ANSYS HFSS总能为客户提供最准确的电磁 场仿真结果 ANSYS 高性能工具实现 高频/高速组件设计 HFSS的强大功能基于有限元算法与积 分方程理论,以及稳定的自适应网格剖 分技术.该网格剖分技术可保证其网格 能与3D物体共形并适合任意电磁场问题 分析.HFSS中,物体结构决定网格, 而不是网格决定物体结构.因此,我们 可着重于设计问题从而大大减少建立同 等质量网格的时间. HFSS受益于多种最尖端的求解技术, 能根据用户的不同需求来选择合适的求 解技术.每个求解器都具有其强大的 功能,HFSS可自动根据用户指定的几 何模型,材料属性以及求解频段来生成 最适合,最有效和最准确的网格进行求 解,以保证求解的精度. HFSS的仿真结果可得出对于工程设计的 重要信息.电信的电磁场仿真结果包括 散射系数(S,Y,Z),三维电磁场图显示 (瞬态和稳态),阻抗失配产生的传输 损耗,反射损耗,寄生耦合,以及近/远 场的天线辐射方向图等.

3 工程师可用HFSS得到可靠而准确的结果,而 与是何种电磁仿真类型无关.求解较为苛刻的 高频仿真问题时,所有的HFSS求解器可配置 高性能计算(HPC)技术,如区域分解法和 分布式求解,高性能计算可减少计算时间,有 效利用计算机资源来加速求解电大尺寸问题. 与ANSYS Workbench集合 HFSS的高性能及高准确性也可通过ANSYS Workbench平台调用,该工具通过一个以用 户为中心的界面直接与企业级结构CAD工具 链接,从而实现多物理场仿真.采用此功能, 用户可分析将HFSS仿真结果作为输入条件的 热及流体分析问题.另外,用户可以对HFSS 建立的模型实现企业级共享.结构,热和流体 工程师可以使用HFSS的结果以完成各自需要 的仿真. HFSS是ANSYS的高频电磁设计组合的一部分,与ANSYS Workbench集成可完成 电磁设计的多物理场分析,如温度和变形分析 连接器各个角度的TDR时域响应图 智能手机的共形天线初始网格(上图)和自适应网格(下图),展示了 HFSS的自动自适应网格细化技术

4 PCB板上高速串行电缆的EMI引起的信号完整性 问题仿真结果 先进的医疗设备用到电磁场,如磁共振成 像(MRI),植入物及热疗等.在MRI应 用中,HFSS可用来仿真人体的比吸收率 (SAR) ANSYS HFSS是行业标准的电磁仿真工 具,特别针对射频、微波以及信号完整性 设计领域,是分析任何基于电磁场、电流 或电压工作的物理结构的绝佳工具. 作为基于频域有限元技术的三维全波电 磁场求解器,HFSS可提取散射参数, 显示三维电磁场图,生成远场辐射方向 图,以及提供ANSYS的全波SPICE模型,该模型可用在ANSYS Designer和其 它信号完整性分析工具中. 完整的高频 求解工具箱支持 全方位应用 射频与微波 长久以来,HFSS一直被射频和微波工 程师用来设计通信系统,雷达系统, 卫星,智能手机和平板设备中的高频组 件.该技术实现了很高的仿真精度,解 决了多方面的射频和微波工程中的挑战 性问题,而这些都大大受益于自动网格 剖分功能.最终的结果是实现了最高的 求解精度和最佳的求解时间. 信号完整性 使用H F S S,工程师可以轻松地设计 并评估连接器,传输线及印刷电路板 (PCB)上的过孔,计算服务器及存储 设备中使用的高速元件,多媒体电脑, 娱乐系统和电信系统中的信号完整性和 电磁干扰性能.全球各地工程师团队几 乎都在利用ANSYS的工具给他们的设计 带来竞争优势. HFSS射频和微波应用:7X7 WR90波导阵列,扫 面叫为theta角从-45到+45度5按需求解 如果用户不熟悉在HFSS中的三维建模,创建一个完整且可 求解的三维模型将非常复杂而又费时:该过程包括设置源位 置或激励方式,定义求解空间及边界,以及求解频率扫描范 围等. 按需求解技术使用户直接从直观的,层叠式ANSYSDesigner界面使用HFSS求解器.这个接口可方便工程师在 一个更熟悉的二维布线建模环境下实现三维HFSS的仿真精 度和可靠性.比如,用户也可以从他熟悉的工具Cadence ECAD环境启用按需求解功能. HFSS的按需求解对电磁模型的ECAD导入,画图和参数化 等功能进行了优化.它支持传统的ECAD原型,如过孔焊 盘,走线,引线结合和焊球.由于模型被修改后只需优化模 型某一特定部分,如过渡组件,连接器或无源器件在印刷电 路板上的芯片或封装过程,按需求解技术将具有显著优势. 按需求解(SoD)技术可调用具备强大功能的 HFSS三维有限元求解器,同时使得模型创建简单 和快速 ANSYS Designer是高精度设计流程的基础,使用户能准确建模并仿真复杂的设计 按需求解(SoD) 技术充分利用 HFSS的精度优势