» ANSYS HFSS – symulacja pracy anten i układów elektronicznych

ANSYS HFSS – symulacja pracy anten i układów elektronicznych

ANSYS HFSS jest nowoczesnym programem do symulacji pól elektromagnetycznych wysokiej częstotliwości (HF) wykorzystującym pełnofalowe sformułowanie równań Maxwella (propagacja). Umożliwia precyzyjną symulację pracy anten i elektroniki.

HFSS posiada prosty i intuicyjny interfejs użytkownika oparty na środowisku ANSYS Electronics Desktop (AEDT) w ramach którego wykonujemy kompletną symulację zaczynając od przygotowania/importu geometrii (CAD / ECAD), definicji i przypisywaniu materiałów, określania warunków brzegowych i wymuszeń, a kończąc na obróbce wyników.

ANSYS HFSS – możliwości w dużym skrócie

Program pozwala na symulację i optymalizację anten, układów RF i mikrofalowych, konektorów, czujników, układów scalonych, płytek PCB i nie tylko. ANSYS HFSS idealnie nadaje się do projektowania szybkich układów elektronicznych, które możemy odnaleźć w systemach komunikacji, zaawansowanych systemach krytycznych, satelitach, czy bardzo popularnych ostatnio systemów IoT.

ansys hfss symulacja pracy anten
Symulacja pracy konektora w celu ustalenia wartości tłumienia. Dzięki symulacji można uniknąć konieczności wykonywania pomiarów refraktometrem.

Nowoczesne urządzenia elektroniczne niejednokrotnie wyposażone są w kilka, kilkanaście anten pracujących w różnych pasmach częstotliwości. Większość urządzeń, które nas otacza wyposażona jest w anteny 2G, 3G, LTE, 5G, NFC, GPS i Bluetooth. Poprawne zaprojektowana antena to jedynie początek. Dzięki ANSYS HFSS możemy przeprowadzić symulacje pracy anteny uwzględniając jej otoczenie: inne komponenty elektroniczne, obudowę, zasilanie. Dzięki temu możliwe jest uniknięcie kosztownych testów na prototypach.

Program znajduje szerokie zastosowanie w obliczeniach/projektowaniu m.in.:

ansys hfss symulacja pracy anten
Symulacja pracy anteny
  • anteny, szyki antenowe, anteny 2G, 3G,LTE i 5G, NFC, GPS, lokalizacja masztów antenowych, dopasowania falowego anteny, wpływu obiektów w pobliżu na działanie anteny
  • systemy identyfikacji RFID, urządzenia IoT
  • falowody, systemy RF, systemy mikrofalowe
  • konektory, przelotki, zagadnienia z zakresu SI (Signal Integrity)
  • pamięci DDR3, DDR4, DDR5, szybkie sygnały, IC, PCB
  • zagadnienia EMI/EMC, ekranowanie
  • systemy radarowe do detekcji przeszkód, systemy ADAS
  • czujniki elektromagnetyczne
  • Symulacja zakłóceń częstotliwości radiowych (radio frequency interference)

Dlaczego ANSYS?

To co wyróżnia ANSYS HFSS to w pełni zautomatyzowany proces obliczeniowy. Adaptacyjne tworzenie i zagęszczania siatki elementów skończonych gwarantuje dokładność wyników przy równoczesnym ograniczeniu nakładu pracy.

HFSS posiada solvery 2.5D oraz 3D w domenie częstotliwości oraz czasu oparte o metodę elementów skończonych. W przypadku rozległych elektrycznie zagadnień użytkownicy mogą skorzystać z technologii równań całkowych, metod asymptotycznych (SBR+), hybrydowych, a także innowacyjnej technologii Mesh-Fusion. Obliczenia elektromagnetyczne mogą być rozszerzone o analizy obwodowe uwzględniające modele polowe, a także analizy kompletnych systemów.

ansys hfss symulacja pracy anten
Mesh Fusion znacznie skraca czas przygotowania modelu oraz obliczeń

Obliczenia pól elektromagnetycznych możemy rozszerzyć o analizy sprzężone w ramach AEDT lub platformy ANSYS Workbench. Analizy sprzężone pozwalają na lepsze zrozumienie zagadnień towarzyszącym pracy naszego urządzenia. Jak zmienia się konduktywności materiału pod wpływem wzrostu temperatury? Jak temperatura wpływa na częstotliwość pracy anteny? Temperatura ma również wpływ na naprężenia i odkształcenia elementów z uwagi na rozszerzalność cieplną stosowanych przez nas materiałów – przekłada się to na trwałość oraz charakterystykę urządzeń elektronicznych.