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案例研究

FURUNO 如何模擬材料屬性以推動高效能天線創新

「將模擬整合到設計工作流程中可強化整個產品開發流程，不僅是透過縮短設計週期時間，也透過考量製造變異性和支援法規驗證而達成。Granta MDS 有助於加速選擇和應用適當的材料屬性，為高效能天線設計提供更先進、更可靠的開發工作流程。」

— Hino Akihiro
Furuno Electronic Co., Ltd. 技術研究院第二研究部雷達實驗室部門主管

FURUNO 是航海雷達系統的全球領導者，天線效能在此領域的安全性和產品競爭力扮演關鍵角色。隨著效能需求持續上升，FURUNO 不斷推進天線設計與驗證流程。過去，開發工作高度依賴實體測試，但隨著天線設計變得越來越複雜，這種方法不再足夠。為了克服這些挑戰，FURUNO 採用了由模擬驅動的工作流程，使用 Ansys (現已與 Synopsys 合而為一) 的工具，將電磁模擬與準確的材料資料整合。這種方法改善了數位驗證、降低了不確定性，並加速了高效能航海雷達天線的開發。

挑戰

達成高效能需要實體測試和數位模擬。反映真實世界行為的準確模擬，讓工程師能夠瞭解設計參數會怎麼影響效能，進而實現有效率的最佳化、提升競爭力並縮短開發時間。波導設計是一大挑戰，這對於雷達偵測至關重要。高效能天線需要精確的模型和有效的材料資料，因為高增益和低旁波瓣會顯著影響整體產品效能和品質。

工程解決方案 

  • 使用 HFSS 軟體準確模擬波導反射特性
  • 將來自 Granta MDS 軟體的適當材料屬性，套用到模擬模型中的波導和吸波元件
  • 考量製造變異性的設計餘裕驗證
  • 審查設計以確保符合適用的法規和準則
reflection characteristic of s11

S11 的反射特性：與使用 AEDT 材料的結果 (紅色) 相比，使用 Granta MDS 材料屬性的模擬結果 (藍色) 減少了設計餘裕 (綠色) 並符合設計要求 (灰色)。

優點

準確的材料屬性可讓 FURUNO 工程師建立可靠的模擬模型，並可透過測試結果驗證。這可實現設計驗證模擬、製造變異性評估，以及根據法規審查設計。Granta MDS 軟體消除了手動材料屬性比對的需求，簡化了工作流程，讓工程師能夠專注於模擬中的材料效應，而不是實驗性結果。因此，團隊更容易識別關鍵建模因素、獲得寶貴的洞察、增強設計能力，最終縮短產品開發時間。