如何使用 SIMULIA CST电磁仿真软件来增强消费电子产品的设计生命周期

从可穿戴设备到烤面包机，几乎所有东西都有某种程度的连接。大多数小型消费电子设备，如手机、智能手表和智能家居设备，都有复杂的连接，但容纳天线和先进电子设备的空间却很小。

各种天线覆盖蜂窝网络、WiFi、GPS和NFC，它们也是由电池供电的，这意味着电子元器件的性能会影响用户体验。如果元器件没有适当调整并且运行效率低下，用户将会遇到电池寿命缩短以及潜在的一些问题，比如过热问题。

正如我们在5G 和各种物联网中所见到的，更高频率的传输意味着天线设计需要更高的精度，同时还要考虑散热和辐射问题。 

快速增长虽然带来的了价格方面的下降，但越来越复杂的设备也带来了新的挑战，仿真可以帮助解决这些挑战:与您可以使用 SIMULIA CST 在制造任何零件之前帮助优化和验证设计，而不是将资源浪费在具有许多原型和最终阶段潜在故障的迭代设计上

通过使用直接内置于 SIMULIA CST 中的各种求解器和工具可以实现这一点。  

SIMULIA CST Studio Suite是一款一站式的软件，用于表征、分析、测试和优化那些使用任何类型电磁学的设备。  

4类需要进行仿真的PCB电磁元件

需要模拟的电磁元件通常可以分为四类，它们大多数都起源于印刷电路板（PCB。相控阵天线、GPS、NFC、WiFi等都可以在PCB上设计）。

这些设计通常在专用的PCB设计软件（如Altium或Cadence）中完成，这些软件是功能强大的工具，但它们不具备Simulia CST那样的模拟完整系统复杂性的能力

SIMULIA CST拥有强大的工具，可用于导入、分析、模拟和导出复杂的PCB信息。使用电子设计自动化（EDA）工具，可以将完全定义的堆栈结构带入各种求解器环境中。

这里我们将重要的电磁注意事项分为四类，并了解SIMULIA CST如何让我们的工作更加轻松：

▌ PCB验证和优化
▌ 天线设计和布置
▌ 热分析
▌ 电磁兼容性（EMC）、电磁干扰（EMI）特定吸收辐射（SAR）合规性

1. PCB验证和优化

使用 SIMULIA CST 中的 PCB Studio，您可以查看层叠、进行修改、执行分析，甚至可以将文件简单地导出到 3D Microwave Studio (MSW)。

导入完成后，您可以进行各种模拟。通过几个设置步骤，您还可以生成各种眼图来查看多个信号路径的信号完整性。



您还可以查看电源完整性、IR（电压降）和设计规则检查 (DRC)。

您还可以在 3D MWS 中执行分析，并使用整个电路板或特定部分的导出功能

在这里可以对各个迹线进行分析，甚至合并整个系统。  这种分析是重要的一步，因为它显示了外壳，外壳或其他元素的材料特性如何影响产品的性能!

2. 天线设计和放置

CST电磁仿真套件具有多个用于天线设计和仿真的求解器和工作环境。  

无论是从头开始设计天线还是改进天线、从 Antenna Magus 中的庞大库导入或从其他模型导入，SIMULIA CST 都是一款出色的天线设计软件，可以模拟您想要的任何参数。

3. 热分析 

 由于天线设计的功率更大，并且设备尺寸更小，密度更高，接下来应该考虑热效应和分析了。 

CST是一款不错的热仿真分析软件：它内置多个热解算器，可以作为独立仿真或电磁耦合仿真。这意味着元件的热效应可以考虑到电气性能中，反之亦然，这些选项可用于多个求解器和环境。



出于与热效应类似的原因，排放控制也很重要。消费类设备必须满足基于设备的不同排放水平的某些要求，这可以是特定吸收辐射 (SAR)，还可以是温度限制。

4. EMC、EMI 和 SAR 合规性

与 SAR 类似，电磁兼容性 (EMC) 和电磁干扰 (EMI) 是影响产品设计性能的重要因素。EMC/EMI 可以被视为存在于设计意图之外的任何信号。  

例如，一条微带线辐射出的信号，该信号被另一条非屏蔽线拾取。这种意外的信号干扰可能不利于您的系统设计。  

仿真可以测试 EMC 和 EMI，显示其弱点所在，并允许您添加屏蔽或增加间距等元素来限制这些影响。  

SIMULIA CST 的 EMC/EMI 求解器可以帮助量化和测试设计中的 EMC/EMI 程度

SIMULIA CST Studio Suite提供真正独特的一站式解决方案，满足您从大到小的所有电磁设计需求。