ANSYS仿真技術(shù)對可穿戴無線設(shè)備有什么樣的作用

　　近年來，隨著醫(yī)療保健、體育、執(zhí)法、娛樂等領(lǐng)域?qū)嶋H需求的增長和潛在應(yīng)用前景的看好，人們對可穿戴無線設(shè)備的興趣不斷提升。舉例來說，美國國防部正在開展一項關(guān)于士兵可穿戴無線設(shè)備的研究，該設(shè)備能幫助醫(yī)療人員檢測士兵的生命體征，收集有關(guān)醫(yī)學(xué)信息?？纱┐鳠o線設(shè)備的開發(fā)也能檢測和記錄運動員的表現(xiàn)情況，包括跑步速度以及步數(shù)等。無論什么應(yīng)用，貼近人體的無線設(shè)備都面臨一系列主要的設(shè)計挑戰(zhàn)。設(shè)備輻射必須保持在較低水平，避免對人體構(gòu)成健康威脅。設(shè)備功耗、尺寸、長寬比和重量同時也要實現(xiàn)優(yōu)化以適合穿戴。同時設(shè)備還要確保能夠發(fā)送足夠功率的信號，以發(fā)送到正確的位置，從而被目標(biāo)設(shè)備很好地接收，同時要考慮到人體本身可能會吸收大部分信號的問題。系統(tǒng)建模 Synapse Product Development為業(yè)界領(lǐng)先的消費電子和生命科學(xué)企業(yè)，解決從概念到制造的有關(guān)工程難題。該公司的一大專長在于開發(fā)可穿戴無線設(shè)備，滿足各種應(yīng)用的需求。天線設(shè)計往往是這種設(shè)備的一大挑戰(zhàn)，因為身體會吸收很多能量。 Synapse采用ANSYS HFSS 3-D全波電磁（EM）仿真器和ANSYS人體模型來評估各種天線設(shè)計的性能，進行完整的系統(tǒng)建模，包括無線設(shè)備、天線以及它們與人體的相互作用。由于無需構(gòu)建物理原型就可評估設(shè)計，這能夠幫助Synapse工程師將天線性能比傳統(tǒng)設(shè)計理念提高五倍之多。

　　ANSYS HFSS仿真輸出顯示足部和地面吸收的功率

　　天線設(shè)計的重點是發(fā)射器到接收器的功率傳輸。偶極子天線是很好的性能參考，能提供出色的幾何結(jié)構(gòu)，優(yōu)化天線的功率傳輸。就FR4印刷電路板制成的2.45 GHz天線而言，波長為60毫米，因此偶極子的總長度應(yīng)為30毫米。這對于大多數(shù)可穿戴無線設(shè)備來說都太長了。因此電氣工程師要設(shè)計更小型化的天線，其性能則要與偶極天線盡可能類似。舉例來說，工程師嘗試將天線的輻射阻抗匹配于收發(fā)器的最佳負載阻抗。輻射阻抗是指天線輻射電磁波導(dǎo)致的天線饋點阻抗。可穿戴無線設(shè)備所需的天線幾何結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，因此很難采用傳統(tǒng)的加工后測試的設(shè)計流程在合理時間內(nèi)創(chuàng)建出可接受的設(shè)計方案來。面對這個問題以及許多其它困難的設(shè)計挑戰(zhàn)，Synapse工程師評估了許多不同的仿真產(chǎn)品。而ANSYS解決方案幾乎能滿足他們所有的設(shè)計挑戰(zhàn)要求，包括電路、電磁、機械和熱仿真等。ANSYS軟件支持自動數(shù)據(jù)傳輸，以同時優(yōu)化多學(xué)科和多領(lǐng)域的產(chǎn)品。Synapse的管理層認(rèn)為，從統(tǒng)一的廠商采購所有仿真工具最有利，這樣所有問題和培訓(xùn)需求都能得到統(tǒng)一解決。