ANSYS HFSS

制造商：ANSYS, Inc.
　　ANSYS HFSS 是高频结构电磁场仿真工具的行业标准和黄金工具，真正求解任意三维结构的电磁场，具有广泛的适应性，应用范围覆盖了直流到光波波段。简洁而使用方便的图形化用户界面，自动网格生成和自适应网格细化，结合高性能的电磁场求解器，实现高精度、高可靠和高稳定的电磁场求解，全面面向工程问题，无需掌握深奥的电磁场知识和反复尝试不同的网格剖分，就能快速得到高精度的仿真结果。

　　应用领域：高频器件、天线、线缆、集成电路封装、连接器、应刷电路板等。

　　一、产品概述：

　　1、用于射频和无线设计的 3D 电磁场模拟器

　　Ansys HFSS 是一款 3D 电磁 (EM) 仿真软件，用于设计和仿真高频电子产品，例如天线、天线阵列、RF 或微波组件、高速互连、滤波器、连接器、IC 封装和印刷电路板。世界各地的工程师使用 Ansys HFSS 软件设计用于通信系统、高级驾驶辅助系统 (ADAS)、卫星和物联网 (IoT) 产品的高频、高速电子设备。

　　组件到系统的 EM 工作流程

　　耦合电磁系统求解器

　　加密 3D 设计共享

　　自动自适应网格划分

　　2、产品规格

　　HFSS 无与伦比的容量以及无可争议的精度，使工程师能够解决大多数复杂系统的射频、微波、IC、PCB 和 EMI 问题。

　　*仅适用于电子企业天线设计工具包

　　雷达前/后处理

　　频域和时域 FEM

　　混合 FEM/IE/SBR+ 求解器3D 布局 ECAD 流程

　　*SBR+ 加速多普勒处理

　　积分方程 (MoM)

　　内存矩阵求解器5G后处理

　　并发初始 3D 网格化

　　适用于大型新兴市场的 SBR+

　　乘法求解器

　　二、产品能力：

　　物理定义网格；网格不定义物理场

　　Ansys HFSS 仿真套件包含一套全面的求解器，可解决从无源 IC 组件到超大规模电磁分析（如 ADAS 系统的汽车雷达场景）的各种详细和规模的电磁问题。其可靠的自动自适应网格细化让您可以专注于设计，而不是花时间确定和创建更佳网格。

　　这种自动化和保证的准确性使 HFSS 与所有其他 EM 模拟器不同，后者需要手动用户控制和多种解决方案，以确保生成的网格合适且准确。

　　三、主要特点：

　　HFSS 是用于研发和虚拟设计原型的首要 EM 工具。它可以缩短设计周期并提高产品的可靠性和性能。

　　1、EMI/EMC 分析

　　Ansys Electronics Desktop 使工程师能够轻松地将 Ansys 电磁 3D 和 2.5D 场求解器无与伦比的精度与 Ansys RF Option 中强大的电路级和系统级解决方案相结合，以及早诊断、隔离和消除 EMI 和射频问题 (RFI)在设计周期。

　　用户可以利用Electronics Desktop中的无缝工作流程，其中包括先进的电磁场求解器，并将它们动态链接到电源电路模拟器以预测EMI/EMC电气设备的性能。这些集成的工作流程避免了重复的设计迭代和昂贵的周期性 EMC 认证测试。多个 EM 求解器旨在解决各种电磁问题，以及 Electronics Desktop 中的电路模拟器，可帮助工程师评估其电气设备的整体性能并创建无干扰设计。这些不同的问题包括辐射和传导发射、敏感性、串扰、RF 灵敏度降低、RF 共存、共址、静电放电、电快速瞬变 (EFT)、突发、雷击效应、高强度场 (HIRF)、辐射危害 (RADHAZ) , 电磁环境效应 (EEE), 电磁脉冲 (EMP) 到屏蔽效能和其他 EMC 应用。

　　2、复杂环境中的射频干扰 (RFI)

　　EMIT 与 Ansys HFSS 携手合作，将射频系统干扰分析与一流的电磁仿真相结合，以对安装的天线间耦合进行建模。结果是一个完整的解决方案，可以在具有多个发射器和接收器的多天线环境中可靠地预测 RFI 的影响。

　　EMIT 强大的分析引擎计算所有重要的射频相互作用，包括非线性系统组件效应。众所周知，在复杂环境中诊断 RFI 在测试环境中执行起来既困难又昂贵，但借助 EMIT 的动态链接结果视图，可以通过图形信号回溯和诊断摘要快速识别任何干扰的根本原因，这些摘要显示干扰信号到达每个接收器的确切来源和路径。一旦发现干扰的原因，EMIT 就可以快速评估各种 RFI 缓解措施，以得出更佳解决方案。新的 HFSS/EMIT 数据链路允许在 EMIT 中直接从 HFSS 中已安装天线的物理 3D 模型创建 RFI 分析模型。

　　3、安装天线和射频共址分析

　　在 Ansys HFSS 中，工程师可以通过高级单位单元仿真来仿真具有所有电磁效应的无限和有限相控阵天线，包括互耦合、阵列晶格定义、有限阵列边缘效应、虚拟元件和元件消隐。

　　候选阵列设计可以在任何光束扫描条件下检查所有元件的输入阻抗。相控阵天线可以根据在任何感兴趣的扫描条件下的元件匹配（无源或驱动）远场和近场模式行为，针对元件、子阵列或完整阵列级别的性能进行优化。无限阵列建模涉及放置在单位单元内的一个或多个天线元件。该单元包含周围墙壁上的周期性边界条件以镜像场，从而创建无限数量的元素。可以计算元件扫描阻抗和嵌入式元件辐射方向图，包括所有互耦合效应。该方法对于预测在某些阵列光束转向条件下可能出现的阵列盲扫描角度特别有用。有限阵列仿真技术利用单位单元的域分解来获得大型有限尺寸阵列的快速解决方案。

　　4、射频系统和电路分析+

　　当与 HFSS、电路和射频系统仿真技术相结合时，可为射频、EMI/EMC 和其他应用创建端到端的高性能工作流程。

　　它包括 EMIT，这是一种独特的多保真方法，用于预测具有多个干扰源的复杂射频环境中的射频系统性能。EMIT 还提供了快速识别根本原因 RFI 问题并在设计周期早期缓解问题所需的诊断工具。

　　5、信号和电源完整性分析+

　　与 HFSS 结合使用时，SI 电路可用于分析由于 PCB、电子封装、连接器和其他复杂电子互连中的时序和噪声容限缩小而导致的信号完整性、电源完整性和 EMI 问题。

　　带有 SI 电路的 HFSS 可以处理跨IC、封装、连接器和 PCB的从裸片到裸片的现代互连设计的复杂性。通过利用与强大的电路和系统仿真动态链接的 HFSS 高级电磁场仿真功能，工程师可以在构建硬件原型之前很久就了解高速电子产品的性能。

　　6、加密的 3D 组件

　　HFSS 3D 布局中的加密 3D 组件支持允许公司共享其详细的组件设计（连接器、天线、SMD 芯片电容器），而无需泄露几何和材料属性等 IP。

　　模拟加密 HFSS 3D 组件的能力意味着您不再需要在准确性上妥协。设计人员不再被迫在设计中使用电路级组件（例如，S 参数模型）与真正的 3D 模型，从而影响整体仿真精度。

　　它使供应商的潜在客户能够在完整的系统设计中使用加密的 3D 组件。通过严格考虑集成的耦合效应，最终用户对结果的有效性更有信心，同时也保护了供应商的设计 IP。此外，它还通过 HFSS 和自适应网格划分为加密的 3D 组件提供完整、不折不扣的模拟保真度，从而提供其黄金标准的精度。

　　7、乘积

　　Ansys HFSS 已通过多重分析得到增强，该分析解决了可能由于真空中的高电场导致击穿的电子现象，从而增强了航空航天应用和 5G 卫星的解决方案。

　　HFSS Multipaction 求解器基于有限元胞内粒子 (PIC) 方法。HFSS 提供多重分析作为频域场解的后处理。只需几个步骤即可设置带电粒子仿真的激发和边界条件，您可以检查您的设计是否符合防止多重击穿的标准。