随着电子产品在工业中的应用越来越广泛，电气工程师在设计这些智能产品时必须考虑广泛的因素——从其运行环境到干扰其他电子产品，再到高度原创的消费和商业设备的使用。

为确保操作达到甚至超出预期，Chemring Technology Solutions工程师经常在天线上理解、诊断和预测电磁波，印刷电路板（PCB）行为挑战在系统的其他部分之间传播，包装和传播。Chemring利用 ANSYS HFSS与构建和测试方法相比，模拟组件和系统的电磁行为可以评估更多的设计替代方案。最终的结果是，该团队可以在更短的时间内开发出更创新、更稳定的设计，而不是使用传统程序。

助听器控制器

在Chemring Technology Solutions，400名工程师利用技术知识解决雷达和无线技术、电子和移动通信、软件工程等不同市场的问题，从金融和运输到电信和安全。Chemring 工程师最近协助设计 Starkey Hearing Technologies 的 SurfLink Mobile 无线助听器控制器。该控制器支持蓝牙设备（如智能手机）和无线助听器之间的双向三维声流。最大的挑战是蓝牙和900MHz由于设备产生的无线电信号功率至少有一半传输到无线电波，无线电达到了50%的辐射效率目标。工程师使用3D打印机、FR4电路板材料和铜带构建了粗略的物理原型；他们还使用 ANSYS HFSS模拟设计。粗略的原型测量和模拟符合良好的要求，预测900 MHz辐射效率为80%。然而，当工程师使用实际组件构建真实原型时，测量结果显示效率不到25%。

图1. 使用ANSYS HFSS模拟ITO覆盖全屏控制器(顶部)的涂层预测效率为24%至29%。

HFSS模拟去除8.5mm控制器(底部)的预测效率为66%至70%

低辐射效率很快被追踪到触摸屏传感器，吸收了大约4个.5dB。工程师们在触摸屏上注意到氧化锆锡（ITO）涂层物理延伸到屏幕的顶部和底部边缘，而不仅仅是在活动表面——这是HFSS 模型中假设的参数。工程师改变了模拟模型，结果显示效率下降了25%(匹配了实验值并验证了它HFSS这种模拟的准确性)。工程师与触摸屏制造商协商去除涂层，以确保产品的可靠运行和完整性。原型和更新的模拟模型显示效率在66%到70%之间。SurfLink Mobile 无线助听器控制器于2012年秋季上市，并获得了包括消费电子展在内的无数奖项（CES）2013年创新设计与工程奖。

身体网络

Chemring Technology Solutions 的Gekko表面波技术是一种替代无线解决方案，可以通过设备之间的表面进行通信。相反，信号不会通过导线传输。相反，它会在织物表面无线移动。织物表面包含一种涂有介电涂层的导电材料，可以产生传输无线数据的表面波。表面波技术结合了有线系统的可靠性、安全性和性能，以及无线系统的灵活性。Gekko 克服了传统身体网络解决方案的主要问题之一∶如果不使用中继器或依赖反射，信号就不能从身体的前部传播到后部或四肢。电磁表面波跟随传输表面，为安全稳定的通信提供通道。

建立有效的解决方案需要对表面波的传播有深入的了解。尤其是弯曲表面的传播不是很清楚。HFSS用于模拟表面波在曲面上的传播，了解如何改变表面阻抗和波长来控制特定弯曲的辐射。例如，该团队创建了一个直径为 260mm的半圆柱 HFSS 模型接近女性成年人的躯干，以评估周围躯干的传播。波端置在圆柱体的相对两侧，用于发射和接收传感器。

模拟结果表明表面波为 23 GHz 和 60 GHz 的频率在圆柱体周围传播，而传统的无线电信号在没有中继器的情况下无法在身体周围传播。这些模拟用于构建控制环境，测试设计参数的效果，并在构建原型之前优化设计参数。结果还提供了一种非常直观的方法来告诉人们表面波的工作原理，这比原型演示更有效。

77GHz雷达

Chemring 工程师设计77 GHz雷达系统频率时，整个系统(包括 PCB、IC设计过程中使用了和天线)HFSS。在处理低频率时，工程师通常使用制造商的数据表来提供重要的设计信息，如介电常数和损耗角切割。但数据表测量通常在77 频率下进行得更低GHz 不准确。为了证明这一点，Chemring 工程师构建了一个简单的设备原型并使用它HFSS 模拟它。正如预期的那样，模拟结果与原型测量结果不一致，因为材料的特性是 77 GHz 下无效。

因此，工程师调整介电常数和损，工程师调整介电常数和损耗角的正切。他们必须考虑到制造的布线不同于完美的设计几何形状，这将影响这些频率。工程师使用 HFSS 改变接线轮廓； 这种形状改善了模拟和测量之间的相关性。接下来，他们改变了HFSS 中的通用链键合线模型，以匹配实际键合线的几，何形状。同样.他们还看到了相关性的改善。HFSS模型与原型机的性能非常匹配。

图2. 轨道整形对高频性能有显著影响

图3. 模拟圆柱体上复杂的电磁场，表明光滑干燥的范围要高得多

（a）躯干覆盖着表面波服装

（b）裸露的皮肤躯干

Chemring 工程师使用 HFSS模型评估替代设计方法，优化设计参数，如天线尺寸痕迹线的几何形状。然后，他们使用该模型来分析蚀刻过度和蚀刻不足的影响，以确定制造公差，以确保最终产品的性能。其结果是大大提高了成品的性能，减少了产品进入市场所需的时间。

在 Chemring Technology Solutions，ANSYS HFSS电磁场在大多数涉及无线通信、雷达和高频网络的项目中起着关键作用。HFSS在设计过程的早期阶段，会自动生成合适、高效、准确的网格来解决问题。Chemring 工程师可以尽可能多地评估他们想要的替代品。确定设计方向后，Chemring 工程师将评估设计空间，以优化关键的设计参数。最后，他们通常估设计对制造变化的敏感性，以节省制造成本，并在第一时间获得正确的设计。

HFSS雷达系统中不同焊线的相同电路的预测

参数模拟显示了蚀刻过度和蚀刻不足的影响，这有助于确定能容忍多少制造变化。

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