Ansys HFSS

Ansys Electronics Desktop consente agli ingegneri di combinare con facilità l’accuratezza ineguagliabile dei risolutori elettromagnetici 3D e 2.5D di Ansys con le potenti soluzioni a livello di circuito e sistema di Ansys RF Option, per diagnosticare, isolare ed eliminare problematiche di EMI e RFI (radio-frequenza) sin dalle prime fasi del ciclo di progettazione.

Gli utenti possono beneficiare di un flusso di lavoro integrato in Electronics Desktop, che include risolutori avanzati per campi elettromagnetici e li collega dinamicamente ai simulatori di circuiti di potenza per prevedere le prestazioni EMI/EMC dei dispositivi elettrici. Questi flussi di lavoro integrati evitano iterazioni ripetitive del design e costosi test di certificazione EMC ricorrenti. I diversi risolutori EM, progettati per affrontare problematiche elettromagnetiche variegate, e i simulatori di circuito in Electronics Desktop aiutano gli ingegneri a valutare le prestazioni complessive dei loro dispositivi elettrici e a creare progetti privi di interferenze.

Questi problemi includono emissioni irradiate e condotte, suscettibilità, diafonia (crosstalk), desensibilizzazione RF, coesistenza RF, cositing, scariche elettrostatiche, transitori elettrici veloci (EFT), esplosioni, effetti di fulmini, campi ad alta intensità (HIRF), radiazioni pericolose (RADHAZ), effetti ambientali elettromagnetici (EEE), impulsi elettromagnetici (EMP), efficacia della schermatura e altre applicazioni EMC.

EMIT lavora in collaborazione con Ansys HFSS per combinare l’analisi dell’interferenza del sistema RF con la simulazione elettromagnetica leader nel settore, permettendo la modellazione del “coupling” tra antenne installate. Questo risulta in una soluzione completa per prevedere gli effetti della RFI in ambienti multi-antenna con più trasmettitori e ricevitori.

Il potente motore di analisi di EMIT calcola tutte le interazioni RF importanti, inclusi gli effetti dei componenti di sistema non lineari. Diagnosticare la RFI in ambienti complessi è notoriamente difficile e costoso da eseguire in ambiente di prova, ma con le viste dinamicamente collegate di EMIT, l’identificazione della causa principale di qualsiasi interferenza viene rapidamente completata tramite tracciamento grafico dei segnali e riepiloghi diagnostici che mostrano l’origine esatta e il percorso dei segnali di interferenza verso ciascun ricevitore. Una volta individuata la causa dell’interferenza, EMIT consente di valutare rapidamente varie misure di mitigazione RFI per arrivare alla soluzione ottimale. La nuova connessione di dati HFSS/EMIT permette di creare direttamente in EMIT il modello per l’analisi RFI a partire dal modello fisico 3D delle antenne installate in HFSS. Questo fornisce un flusso di lavoro end-to-end continuo per una soluzione RFI completa in ambienti RF che spaziano da interferenze co-site su piattaforme di grandi dimensioni alla desensibilizzazione dei ricevitori in dispositivi elettronici.

In Ansys HFSS, gli ingegneri possono simulare array di antenne a fase infinita e finita con tutti gli effetti elettromagnetici, inclusi il “mutual coupling”, la definizione del reticolo dell’array, gli effetti dei bordi degli array finiti, gli elementi fittizi e lo spegnimento degli elementi, attraverso simulazioni avanzate della cella unitaria.

Un design candidato per l’array può esaminare le impedenze di ingresso di tutti gli elementi in qualsiasi condizione di scansione del fascio. Gli array di antenne a fase possono essere ottimizzati per le prestazioni a livello di elemento, sottoarray o array completo, basandosi sul comportamento del pattern dei campi lontani e vicini in ogni condizione di scansione di interesse. La modellazione degli array infiniti coinvolge uno o più elementi di antenna posizionati all’interno di una cella unitaria, con condizioni periodiche di contorno sulle pareti circostanti che riflettono i campi e creano un numero infinito di elementi. Le impedenze di scansione degli elementi e i pattern di radiazione degli elementi incorporati possono essere calcolati, inclusi tutti gli effetti di “mutual coupling”. Il metodo è particolarmente utile per prevedere gli angoli ciechi degli array, che possono verificarsi in determinate condizioni di puntamento del fascio dell’array. La tecnologia di simulazione degli array finiti sfrutta la decomposizione del dominio con la cella unitaria per ottenere una soluzione rapida per grandi array finiti, consentendo di eseguire un’analisi completa dell’array per prevedere tutto il “mutual coupling”, le impedenze di scansione, i pattern degli elementi, i pattern degli array e gli effetti dei bordi degli array.

In combinazione con HFSS, le tecnologie di simulazione dei sistemi e dei circuiti RF creano un flusso di lavoro completo ad alte prestazioni per applicazioni RF, EMI/EMC e altre applicazioni.

EMIT è un approccio multifidelità unico per prevedere le prestazioni del sistema RF in ambienti RF complessi con molteplici fonti di interferenza. EMIT fornisce anche gli strumenti diagnostici necessari per identificare rapidamente le cause principali delle problematiche di RFI e per mitigare i problemi nelle prime fasi del ciclo di progettazione.

In combinazione con HFSS, SI Circuits può essere utilizzato per l’analisi dell’integrità del segnale, dell’integrità della potenza e delle problematiche di EMI causate dalla riduzione dei margini di temporizzazione e rumore nei PCB, nei package elettronici, nei connettori e in altre interconnessioni elettroniche complesse.

HFSS, insieme a SI Circuits, può gestire la complessità della progettazione delle interconnessioni moderne, dal die-to-die tra IC, package, connettori e PCB. Sfruttando la capacità avanzata di simulazione dei campi elettromagnetici di HFSS, collegata dinamicamente alla simulazione di circuiti e sistemi, gli ingegneri possono comprendere le prestazioni dei prodotti elettronici ad alta velocità molto prima di costruire un prototipo hardware.

Il supporto per Componenti 3D crittografati in HFSS 3D Layout consente alle aziende di condividere i loro design dettagliati di componenti (come connettori, antenne, condensatori a chip SMD) senza divulgare la proprietà intellettuale relativa a geometrie e proprietà dei materiali. La possibilità di simulare componenti HFSS 3D crittografati elimina la necessità di compromettere l’accuratezza; i progettisti non devono più utilizzare componenti a livello di circuito (ad es., modelli a parametri S) anziché veri modelli 3D, compromettendo l’accuratezza complessiva della simulazione.

Questo permette ai potenziali clienti di utilizzare i componenti 3D cifrati in un design di sistema completo, fornendo loro una maggiore fiducia nella validità dei risultati grazie alla considerazione rigorosa degli effetti di accoppiamento dell’integrazione e proteggendo al contempo la proprietà intellettuale del fornitore. Inoltre, consente una fedeltà di simulazione completa e senza compromessi per componenti 3D crittografati con HFSS e la generazione di mesh adattive per una precisione di livello superiore.

Ansys HFSS è stato migliorato con l’analisi multipaction, che risolve un fenomeno elettronico in grado di causare rotture a causa di campi elettrici elevati in un ambiente sottovuoto, migliorando le soluzioni per applicazioni aerospaziali e satelliti 5G.

Il risolutore multipaction di HFSS si basa su un metodo “particle-in-cell” (PIC) agli elementi finiti. HFSS fornisce l’analisi multipaction come post-elaborazione delle soluzioni dei campi in dominio di frequenza. Con pochi passaggi per configurare le eccitazioni e le condizioni di contorno per la simulazione delle particelle cariche, è possibile verificare se il progetto soddisfa gli standard per la prevenzione dei guasti multipaction.