ANSYS 2020 R1 - Обновление для Высокочастотного анализа (HF)

НОВОВВЕДЕНИЯ В HFSS

 

HFSS SBR+: Физика “ползучих” волн (Creeping Waves) для расчета задач, связанных с размещением антенн на платформах

Это аддитивный механизм рассеяния для антенн, встроенных непосредственно в выпуклую проводящую часть платформы. Отрисовывает токи, возникшие из-за антенны в затененной части платформы. Геометрия задачи приведена на рисунке ниже, где монополь размещен на проводящем цилиндре (материалплатформы - проводник pec):

Без учета ползучих волн (Creeping Waves) поля в дальней зоне могут быть рассчитаны не верно, из-за близости антенны к платформе. Физика ползучей волны удаляет нефизические разрывы при расчете методами “физической оптики” на переходе с освещенной тенью (искусственная дифракционная граница). Таким образом, производится более точный расчет поля в дальней зоне. При этом поддерживаются следующие источники возбуждения (Excitations):
- Параметрические токовые (SBR +) антенны с заземлением;
- Wire monopole (Провод монополь);
- Horizontal dipole (Горизонтальный диполь);
- Поперечный диполь над земляной плоскостью;
- Slot;
- Near Field links (поле в ближней зоне, ссылка из рассчитанного проекта);
- FE-BI hybrid regions. Гибридные регионы FE-BI: источники на основе эквивалентного тока, близкие к металлической платформе;

Сценарии применения Creeping Waves:

- Индуцируйте токи в теневых областях для антенн вблизи платформ;

- Связь между антеннами без линии прямой видимости на выпуклых поверхностях, например, фюзеляж самолета;

HFSS для EMI / EMC анализа

В HFSS появились новые примеры и 3D-компоненты для EMI/EMC задач. Открыть их можно как и другие примеры, выбрать в Electronics Desktop -> File -> Open Examples… -> HFSS -> EMI EMC:

В данный момент доступно 7 примеров:

- Bulk Current Injection (ISO 11452-4) Calibration (Калибровка объемного тока)
- Conducted Emissions CISPR25 (излучение проводников)
- Radiated Emissions CISPR25 (излучение)
- Electromagnetic Pulse (EMP) (электромагнитные импульсы)
- Electrostatic Discharge (IEC 61000-4-2) VCP (электростатический разряд)
- Electrostatic Discharge Enclosure with Slot (электростратический разряд / корпус с прорезью)
- Radiation Hazard MIL-STD-461-C (радиозаметность)
 

Ниже приводится время расчета, виды решателей и вычислительные мощности для рассмотрения примеров:

Наложение контурных графиков ближнего поля в окне моделера

Существует ряд задач, в которых может быть полезно построить поле в ближней зоне в окне моделера. Так, например, ниже изображена четырех-элементная решетка с круговой поляризацией миллиметрового диапазона:

В результате изменения файзы элементов решетки происходит смещение главного (суммарного) луча сканирования. Плоскости ближнего поля могут накладываться в окне modeler с 3D-геометрией и могут существовать вне области решения.

Ниже изображена диаграмма в ближней зоне от blade-антенны, установленной на вертолете:

Выборочное хранение объектов и граней для FEM 3D Fields

Дальние и локальные участки и расчеты на основе выбора. Экономия дискового пространства, например «Фиктивная» азбука для анализа антенны. Вкладка "Общие", настройка решения
Ниже пример рупора, в котором поля сохранены только для граней ABC (ABCFaces) и объектов вырезанной плоскости (CutPlanes). Это приводит к 37% экономии памяти на диске при хранении полей.

В новой версии появилась возможность создавать 3D-компоненты (3D Components) на основе схемных элементов (Circuit elements)

Ниже приведен элемент схемы в 3D-компонентах. Это антенная решетка для 5G, работающая в миллиметровом диапазоне. Антенная решетка состоит из четырех элементов с круговой поляризацией. Схемные элементы также как и обычные 3D компоненты поддерживают шифрование. Схемный элемент нужен для того чтобы установить значения фазы между портами внутри матрицы HFSS и подключить к внутренним HFSS-портам.

HFSS 3D-Layout также приобрел некоторые полезные опции

В инструменте для анализа печатных плат и многослойных структур HFSS 3D-Layout также появились некоторые полезные функции:

- Поддержка больших файлов GDS: улучшение команд данных модели EDB, LSG, рендеринга и ECAD Xplorer;
- Целевые иерархические файлы размером менее ~ 5 ГБ;
- Повышение производительности при использовании операции вырезаний (cutout), выравнивания (flatten), проверки герметичности и переходов (via), отслеживания сетей (Nets)

Кроме того улучшен алгоритм создания сетки Phi-meshing. Сетка строится еще более четко и качественно для сложной геометрии. Расположение элементов сетки стало более оптимальным с точки зрения расчетов. Также из рабочей области библиотеки компонентов (Component Libraries) теперь может быть произведена интеграция компонентов HFSS 3D components, созданных в HFSS 3D-Layout. Пока эта опция находится на стадии Beta-тестирования. Произведена интеграция с существующим рабочим процессом ECAD / MCAD. Также  в 3D-Layout улучшена производительности при анализе моделей с большим количеством портов. Также стал возможен анализ нескольких PCB зон в рамках одного дизайна. 

НОВОВВЕДЕНИЯ В EMIT

EMIT - программный пакет для анализа радиосистем в реальных средах, доступный в Electronics Desktop, также претерпел некоторые изменения. Так, например, в библиотеке появились 5G-элементы (базовые станции и пользовательские устройства):

Кроме этого появилась возможность автоматического размещения наиболее востребованных компонентов, доступных в EMIT:

Также изменился интерфейс для анализа взаимного влияния антенн и анализа диаграммы направленности:

НОВОВВЕДЕНИЯ В ИНТЕРФЕЙСЕ ELECTRONICS DESKTOP

Графика и пост-обработка результатов

Произошли изменения в обработке графики и при работе с данными на этапе пост-процессинга. Настройки прозрачности стали более гибче на этапе рендеринга в окне Modeler’a и в 3D отчетах. Кроме того стало возможным наложение контурных графиков ближнего поля (Near Field) в окне Modeler’a с возможностью анимации:

ANSYS Electronics Desktop

Произведено ускорение запуска приложение Ansys Electronics Desktop на 30-50% (в зависимости от системы). При работе в ANSYS Cloud теперь доступна поддержка Icepak. Конфигурация облачной системы позволяет подключать до 256 ядер и 3,6 ТБ памяти. Кроме того возможно автоматическое извлечение файлов профиля. Можно писать свои функции и скрипты для загрузки результатов.

В 3D Modeler-е теперь реализована нативная параметризация компонентов: переменные компонента, включая зависимые переменные и Datasets. Облегченная геометрия для Icepak, также возможен импорт файлов STL-формата. Функция очистки Modeler: запрашивать очистку во время сохранения, если есть детали с длинной историей; также при этом производится очистка неиспользуемых систем координат;