ANSYS 16.0 高頻仿真全新科技大揭秘

無線和有線通信設(shè)備

隨著物聯(lián)網(wǎng)的爆炸性發(fā)展，無人機和移動設(shè)備的持續(xù)增長推動了對手機等移動設(shè)備中復(fù)雜結(jié)構(gòu)件上的集成天線以及其他元件設(shè)計等仿真工具的需求。隨著16.0的推 出，ANSYS已向用戶提供了一種先進技術(shù)，便于用戶設(shè)計和優(yōu)化上述組件并在整個環(huán)節(jié)中充分利用。ANSYS HFSS可讓工程師能夠在基于現(xiàn)實環(huán)境中系統(tǒng)和組件的組合來仿真無線設(shè)備和系統(tǒng)。為多尺度問題提供完整的三維精確度，加快布局研究和魯棒性，并支持通過組 件共享實現(xiàn)協(xié)作。

技術(shù)說明

?　全新ANSYS電子桌面：統(tǒng)一窗口、高度集成的界面能支持ANSYS電磁場求解器、電路/系統(tǒng)仿真、ECAD鏈接并自動生成相關(guān)報告。這項新技術(shù)為 HFSS、HFSS 3D Layout、HFSS-IE、Q3D Extractor、Planar EM、各種電路和系統(tǒng)仿真設(shè)計類型提供了統(tǒng)一的桌面。用戶可使用電磁仿真和電路仿真之間的動態(tài)鏈接，統(tǒng)一界面中插入HF/SI分析，從而方便地完成問題設(shè) 置并實現(xiàn)可靠性能。

ANSYS電子桌面

　ANSYS用戶界面將三維電磁場分析如HFSS、Q3D Extractor、HFSS 3D Layout、Planar EM與電路和系統(tǒng)分析集成到單個統(tǒng)一的環(huán)境中，能夠?qū)崿F(xiàn)電磁仿真和電路仿真之間的動態(tài)鏈路仿真。

　帶加密功能的組件庫模型實現(xiàn)整個設(shè)計鏈中實現(xiàn)協(xié)作：帶加密功能的組件建?？勺層脩魧⑵浣M件模型加密，從而在組件設(shè)計人員和系統(tǒng)集成人員之間進行共享。這 樣不僅能夠以比S參數(shù)級聯(lián)法更高的精確度分析各組件之間的電磁相互作用，而且還可保護其產(chǎn)品的知識產(chǎn)權(quán)。這對于天線和高速連接器等其它組件由RF工程師開 發(fā)，對于RF設(shè)計（比如說物聯(lián)網(wǎng)無線集成）經(jīng)驗不多的設(shè)計人員大有裨益。該三維組件庫將成為行業(yè)轉(zhuǎn)變的典范。用戶既可以共享自己的幾何結(jié)構(gòu)，還能對其知識 產(chǎn)權(quán)提供某種程度的保護。這為HFSS、Maxwell和Q3D Extractor的用戶帶來了更大的吸引力。

　器件網(wǎng)格與裝配功能： 網(wǎng)格與裝配可支持無需重新對整個結(jié)構(gòu)進行網(wǎng)格剖分就能修改設(shè)計中的天線和其它組成部分，從而實現(xiàn)快速的設(shè)計研究和優(yōu)化。物聯(lián)網(wǎng)要求在設(shè)備上、人體上、建筑 物上、天線基站上和許多其它結(jié)構(gòu)上布置天線。無人機建模則要求在使用復(fù)雜復(fù)合材料制造的復(fù)雜飛行器上布置多個天線，以幫助系統(tǒng)集成人員解決復(fù)雜的天線布局 問題。

帶頻率選擇表面（FSS）的超級復(fù)雜薄型3層天線可獨立于飛行器完成網(wǎng)格剖分，布置在飛行器上以開展高效布置研究

　HFSS瞬態(tài)隱式求解器– HFSS Transient選項采用全新隱式FETD技術(shù)進行強化，該技術(shù)堪稱求解時域仿真的理想方法，比如飛行器遭受雷擊、靜電放電和時域發(fā)射測定等。

HFSS瞬態(tài)求解的新功能支持方便地求解時域仿真問題，比如飛行器遭受雷擊和ESD等

　HFSS-IE – HFSS-IE求解器現(xiàn)包含了功能強大的全新求解器“多層快速多極子方法（MLFMM）”，為規(guī)模極大（比如包含上百個乃至更多波形）的電氣問題提供高存儲器效率降低內(nèi)存要求的求解器。

?全新的HFSS 3D組件

在 HFSS中，您可以建3D組件，并將其集成進更大的組件之中。當(dāng)無線傳輸系統(tǒng)變得的越來越復(fù)雜時，這種方法可以非常方便的建立系統(tǒng)模型。已經(jīng)仿真過的3D 器件可以被打包成一個器件庫，并非常方便的添加在更大的系統(tǒng)設(shè)計中，無須進行激勵，邊界條件，材料屬性等設(shè)置。所有的這些內(nèi)部細(xì)節(jié)已經(jīng)被包含在原始的3D 器件設(shè)計中。

ANSYS HFSS允許用戶建立3D仿真器件來進行器件復(fù)用，并與合作伙伴共享，可顯著提高工程效率

這種器件設(shè)計流程可以有效的節(jié)省設(shè)計時間并提高效率，因為設(shè)計者只需建立一個器件，就可以將其應(yīng)用在不同的無線通信系統(tǒng)設(shè)計中。它同樣可以提高工程師之間的 相互協(xié)同，允許每個設(shè)計者專注于自己的專業(yè)領(lǐng)域，從而提升整個團隊的效率。HFSS 3D Components還帶有可選的加密及密碼保護功能，使得設(shè)計者能夠控制其他人員的編輯與使用。

例如在直升機中建立一個有多個刀片天線工 作的飛機通信系統(tǒng)時，如果刀片天線的3D 器件模型已經(jīng)做好，對于系統(tǒng)集成商來說就會非常有效及方便，只需將其放置在直升機模型上就可以。如果天線的設(shè)計者選擇使用密碼來保護模型，當(dāng)?shù)镀炀€放置 在直升機上時，天線的細(xì)節(jié)就會被保護起來，并不會公開為直升機模型的一部分。但是仿真時，天線的整體信息會被傳遞給仿真引擎進行系統(tǒng)求解。這種仿真是非常 精確的全耦合3D仿真，精度較高，可準(zhǔn)確描述天線系統(tǒng)在整個通信系統(tǒng)中的性能。

?無線通信——仿真技術(shù)為物聯(lián)網(wǎng)增添動力

依 據(jù)麥肯錫全球研究院最近發(fā)布的一份關(guān)于未來科技發(fā)展報告，IOT物聯(lián)網(wǎng)必將是一項改變生活、商業(yè)乃至全球經(jīng)濟的顛覆性技術(shù)。報告顯示，到2025 年，IOT物聯(lián)網(wǎng)對經(jīng)濟的影響力將達(dá)到27000億美元～62000億美元。多家科技公司投入了大量資金，用于物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)以及各種應(yīng)用設(shè)備的生產(chǎn)。

ANSYS SIwave和ANSYS Q3D Extractor在物聯(lián)網(wǎng)IOT的核心低功耗聯(lián)網(wǎng)設(shè)備研發(fā)中，發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

物聯(lián)網(wǎng)IOT，指的是通過互聯(lián)網(wǎng)連接在一起的多個設(shè)備的集合體。它的核心是集成電路芯片。這不僅需要復(fù)雜的流片打磨工藝，還需要多年來的不間斷努力，以及數(shù) 百萬美元的投資。為了應(yīng)對各種風(fēng)險，仿真工具的應(yīng)用，成為一種不可缺少的因素。它可以讓我們的工程師更好的面對以高速網(wǎng)絡(luò)與低功耗設(shè)計為主的設(shè)計挑戰(zhàn)，從 而創(chuàng)造出更可靠、更低廉、更高效、更節(jié)能的IOT設(shè)備。

ANSYS公司的SIwave與Q3D Extractor仿真軟件，在物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計與研發(fā)中，主要用于封裝設(shè)計與復(fù)雜電路板的仿真分析。這不僅可以減少對原型機的需求數(shù)量，還可以縮短產(chǎn)品研制與 測試的周期，在投放市場之前，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的各種問題。集成電路芯片的設(shè)計理念，是將越來越多的晶體管壓縮在一個越來越小的封裝設(shè)計中，并降低芯片的供電電壓 以滿足越來越嚴(yán)格的低功耗設(shè)計。為了應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，SIwave與Q3D軟件都配備了強大的求解器和用戶界面。

ANSYS公司的16.0版本中，SIwave與Q3D軟件又有了重大改進。不僅簡化了用戶的工作流程，提高了仿真加速效率，還能幫助用戶定位問題區(qū)域。軟件功能改進主要包括：

? SIwave新式的ribbon用戶界面；

? 信號完整性與電源完整性的仿真流程向?qū)В?/p>

? 時域與DC仿真時的Push推送;

? Zo跟蹤掃描定位問題點;

? Q3D的AC電感分布式快速求解器。