技术干货 | 电子可靠性仿真助力产品创新

Ansys 行业应用方案连载（2） | 雷达天线与系统雷达，是英文Radar的音译，专指利用电磁波探测目标的电子设备。雷达系统通过天线可以发射电磁波，对目标进行照射并由天线接收其回波，由此获得目标至发射点的距离、距离变化率、方位、高度等信息。雷达技术广泛应用于航空航天领域，如机载预警雷达、弹载导引雷达、测高雷达、搜索雷达、导航雷达、防撞雷达、测速雷达、敌我识别雷达等。由于要适应各种极端工况，全天候工作，以及小型化、多功能化、集成化、抗干扰、高可靠性等发展的要求，雷达的性能指标越来越高，给工程设计人员带来极大的挑战。随着计算机技术的发展，工程设计越来越离不开CAE软件的设计仿真。对于雷达与天线系统的工程应用来说，更是如此。由于雷达系统的复杂性，涉及的工程设计与仿真覆盖了多个领域，如系统力学仿真与设计、天线系统设计与仿真、信号完整性分析、多物理场仿真与设计、电磁兼容分析与设计等。全面、完备的仿真设计，能够提高仿真置信度，实现可预测性设计，将设计风险前移，将所有设计通过数字化仿真进行验证，通过仿真改进设计，模拟系统的真实工作状况和故障状态等。Ansys解决方案Ansys工程仿真系列产品是拥有最全面的、最完善的仿真解决方案，可涵盖雷达电子系统、天馈系统、结构力学、气动力学等各方面的仿真分析，具备专业的AEDT电、热、力分析工具，以及多物理场仿真平台Workbench。具体仿真场景如下：一、雷达天线系统二、多物理场分析三、无人驾驶汽车雷达Ansys HFSS是天线设计的黄金标杆软件。相控阵雷达天线导航雷达天线非周期阵列天线波导裂缝阵列天线双频/双极化阵列天线天线布局优化分析多天线互扰分析雷达罩隐身设计天线+罩一体化设计雷达目标特性与成像系统链路干扰预分析电磁脉冲防护雷击防护分析系统EMC分析板级PI/SI分析AEDT集成电、热、力，及Workbench专业分析平台。相控阵雷达电热耦合微波器件电热耦合雷达罩电/热/力分析热可靠性分析结构可靠性分析雷达罩外流场分析具备天线设计、布局、场景、成像一体化流程。汽车雷达天线汽车雷达布局道路场景成像降阶ROM模型光学场景模拟面向工程、全面高效、专注仿真、自成体系Ansys是全球最大的工程仿真软件公司，拥有先进的多物理场仿真技术，可为使用者提供全面完备的多物理场及多物理场耦合仿真，包括结构、振动、散热、电磁场、声学、流体等。Ansys集成化多物理场仿真环境Ansys Workbench，能够在统一的设计环境下完成模型建立、前后处理和多域多物理场仿真，使用方便，大大降低了复杂的多物理场仿真难度，在业界处于无可争议的领导地位。电磁仿真套件，主要包括天线设计工具HFSS，电路、系统仿真工具RF options，PCB电磁兼容仿真和优化工具SIwave，电子设备散热分析工具Icepak、低频分析Maxwell等，可以解决雷达系统中所有电磁/射频设计仿真与分析结构仿真套件，主要包括传统的结构力学分析、复合材料力学分析、可靠性力学分析等，用于解决导引头设计中的各类结构支撑、减重、稳定性、可靠性，形变失效分析，结构热传导，多学科仿真中的力学部分等流体仿真套件，主要分析雷达罩的外流场、空气动力学、热流体力学，设计雷达罩的外形，分析摩擦生热、外部压力场的影响等。结构多学科仿真，可进行各类与流体力学相关的分析等，如相控阵天线冷板设计Ansys产品面向工程，专注仿真，以增强仿真能力，提高仿真效率，完善仿真功能，通过软件的不断进步驱动研发设计的改善。从而能够实现过去无法实现的仿真功能，减少经验性的调试和测试，通过全面完备真实的仿真，实现数字化虚拟样机，并根据仿真结果快速调整和优化设计，找到影响设计指标和产品性能的关键因素，实现高难度、高指标的设计。进一步实现大幅缩短研发周期，加速产品定型，大大降低产品成本，提高设计品质。典型应用案例相控阵天线3mm波导天线多天线互扰汽车雷达天线FSS隐身罩雷击防护天线布局汽车场景成像来源：艾迪捷