Symulacje EMC - przykłady zastosowań

Projektowanie, analiza i optymalizacja komponentów i systemów elektromagnetycznych za pomocą pakietu CST Studio Suite

CST Studio Suite to najbardziej wszechstronne oprogramowanie do symulacji elektromagnetycznych 3D na rynku. Pracuj z symulacjami w pełnym zakresie częstotliwości - od statycznych do THz - w ramach jednego interfejsu użytkownika. Jesteśmy przekonani, że dzięki CST Studio Suite będziesz w stanie projektować, analizować i optymalizować swoje systemy elektromagnetyczne. Ale jeśli potrzebujesz pomocy,

TECHNIA ma najlepszych w Polsce ekspertów, którzy udzielą Ci wsparcia.

Optymalizacja projektu anteny | Zakłócenia elektromagnetyczne i zgodność z przepisami

Projektowanie anten

Projektowanie anten jest jednym z głównych obszarów zastosowań pakietu CST Studio Suite. Użytkownicy projektują i optymalizują komponenty, począwszy od zminiaturyzowanych anten drukowanych na PCB, aż po duże elektrycznie matryce i anteny reflektorowe. CST jest dobrze znane projektantom anten we wszystkich branżach, poszukującym optymalnych projektów.

Możliwe jest analizowanie anteny w wolnej przestrzeni, a także w bardziej realistycznym środowisku, biorąc pod uwagę obudowę anteny i strukturę montażową. CST zawiera wydajne przepływy pracy do optymalizacji projektu anteny i jej sieci zasilającej, a także przetwarzania końcowego szerokiej gamy wyników.

Macierze antenowe

Zalety aktywnych matryc skanowanych elektronicznie (AESA) sprawiły, że stały się one popularne zarówno w aplikacjach komunikacyjnych, jak i radarach. Projektowanie tych systemów jest trudne, a wymagania stawiane przed narzędziem symulacyjnym są bardzo wysokie.

CST posiada funkcję projektowania macierzy, która sprawia, że projektowanie macierzy fazowych jest bardziej wydajne. Obejmuje ona przepływ pracy zarówno dla komórki jednostkowej, jak i pełnej symulacji macierzy. CST zawiera predefiniowane kształty macierzy i wzorce wzbudzeń, ale pozwala również na przejęcie pełnej kontroli nad definicją macierzy.


Symulacja 3D EM

CST zawiera narzędzie do projektowania schematów obwodów i symulacji na poziomie systemu. Dostępnych jest wiele modeli komponentów opartych na modelach analitycznych. Możliwość włączenia projektów symulacji 3D EM z łatwością rozszerza liczbę dostępnych komponentów.

Możliwe jest wykorzystanie list sieci SPICE dla szczegółowych modeli elektronicznych, a także danych pomiarowych w formacie TOUCHSTONE. Obsługa IBIS pozwala na dokładne opisy urządzeń I/O. Ponadto biblioteki komponentów liniowych i nieliniowych od dostawców ułatwiają konfigurację schematu. Zachowanie obwodu można następnie połączyć z projektem symulacji 3D EM w celu dokładnej analizy zachowania systemu.

Dlaczego normy EMC?

W większości krajów produkty muszą spełniać normy EMC, aby mogły być sprzedawane. Ogólnie rzecz biorąc, obejmuje to zarówno emisje przewodzone, jak i promieniowane, aby upewnić się, że produkt nie powoduje zakłóceń dla innych produktów - a także wymagania dotyczące podatności, aby upewnić się, że produkt może działać we wcześniej zdefiniowanym środowisku elektromagnetycznym. Zidentyfikowanie potencjalnego problemu EMC tak szybko, jak to możliwe, ma kluczowe znaczenie, ponieważ minimalizuje wpływ na proces rozwoju i datę premiery.

Symulacja jest kluczowym narzędziem w tym zakresie, ponieważ umożliwia przeprowadzenie badań jeszcze przed wyprodukowaniem pierwszego prototypu. W CST możliwe jest połączenie zachowania obwodu produktu z geometrią 3D, dzięki czemu ocena EMC jest możliwa na wczesnym etapie procesu projektowania.

Płytki drukowane (PCB)

Integralność sygnału (SI) i integralność zasilania (PI) oraz kompatybilność elektromagnetyczna (EMC) są ważnymi zagadnieniami w projektowaniu PCB, które są ze sobą ściśle powiązane. Efekty integralności sygnału, takie jak rezonanse, odbicia, przesłuchy, mogą być symulowane na każdym etapie rozwoju produktu, od fazy pre-layout do fazy post-layout.

Przepływ pracy EDA w CST umożliwia łatwe importowanie układów i stosów z popularnych narzędzi, takich jak Cadence, Mentor, Zuken i Altium przy użyciu formatów plików ODB++ lub IPC-2581. Kontrola reguł projektowych szybko identyfikuje obszary wysokiego ryzyka na płytce. Identyfikacja ścieżek sprzężenia poprzez uruchomienie pełnej symulacji 3D płytki PCB.

Umiejscowienie anteny

Umiejscowienie anteny ma kluczowe znaczenie dla jej wydajności po zainstalowaniu na pojeździe lub konstrukcji. Otoczenie anteny może odbijać lub blokować fale elektromagnetyczne, a tym samym wpływać na jej wydajność.

Symulowanie małych anten z drobnymi szczegółami na dużych strukturach jest trudnym zadaniem, a CST zawiera zadanie hybrydowego solwera, wykorzystujące różne solwery w różnych częściach modelu. Symulowane pola są przesyłane między solwerami za pośrednictwem źródeł pola, z dwukierunkowym połączeniem między solwerami w celu dokładniejszej symulacji. Zaletą tego rozwiązania jest możliwość uzyskania dokładnych wyników symulacji na zwykłych stacjach roboczych, przy rozsądnym czasie symulacji.

Szablony anten

Oprócz doskonałych funkcji modelowania CST, możliwe jest dołączenie bazy danych ponad 350 anten, przejść i struktur zasilających. Każda antena może być zaprojektowana dla szerokiego zakresu celów - częstotliwości roboczych, zysku, rozmiaru, impedancji wejściowej i typu podłoża.

Algorytmy syntezy dopasowują cele do zestawów parametrów fizycznych w ciągu kilku sekund, umożliwiając inżynierowi natychmiastową informację zwrotną na temat oczekiwanych wymiarów anteny. Te w pełni parametryczne modele symulacyjne mogą być oceniane i optymalizowane przy użyciu pełnych solwerów falowych CST.