射频和微波系统设计

在含有射频元件的终端设备的设计中,产品研发人员正面临着许多有关电磁、热工以及机械设计等多方面的挑战。如雷达和天线,其中含有的射频放大器或射频集成电路以及多种射频元件集成的微波系统中,总会不时的发射出一些电磁脉冲。

从电磁学的角度来分析,如果工程人员把所有微米和毫米级的部件都集成到系统中去,整个设备将会高达几百米。无疑,这将会给大型电气设备的模拟带来更高的难度,并且花费的时间也会成倍增长。无论是在多种部件之间,还是在单一的产品或微波与终端设备的综合系统中,多组通道中的电磁干扰都必须被控制在最小范围内。

.射频元件在运行的过程中会自发地释放热量,无疑这将会给产品的散热问题带来了更高的挑战。

如何进行射频元件的热应力分析是设计中所需要考虑的机械问题。如对防空雷达以及民用飞机和其他车辆的设计中,工程人员往往需要进行振动分析以及跌落实验。

在物理方面对产品进行优化设计是很复杂的,如改变电磁参数将会影响产品的热力学特性,反过来也同样如此。

为了解决电气设备的尺寸问题和进行大型的电磁模拟,ANSYS提供了高精度的三维电磁场求解器—高频仿真软件(HFSS)和IE求解器并且具有高性能计算(HPC)特点。

高频结构仿真软件提高了制图能力并优化了用户界面

若对电气设备的尺寸大小进行分析,用户可以将ANSYS中的DesignerRF做为RF电路模拟器。该产品与HFSS软件中的桌面环境紧密结合,可以对整个系统和电路的运行进行模拟。

对于流体和热分析,可以利用ANSYS的CFD软件FLUENT进行动力学模拟和复杂几何图形分析。对含有射频器件的系统进行热量计算,如电子机柜,研发人员可以使用ANSYS的Icepak技术进行求解。伴随着模型的振动和跌落,对其进行结构热应力模拟,机械工程师就可以使用ANSYS Mechanical软件来执行。ANSYS Workbench的工作平台集成了各种各样的工程学科软件,便于对多物理场的设计和优化。