Dolgo-uveljavljene industrije (na primer avtomobilska, medicinska, komunikacijska itd.) doživljajo preobrazbo zaradi hitrega razvoja pametnih in povezanih naprav. Vse električne in elektronske naprave ustvarjajo lokalna elektromagnetna (EM) polja, pri čemer je način njihovega delovanja ter interakcije z bližnjimi napravami, ljudmi in okoljem ključnega pomena za njihovo učinkovitost in varnost.
Vsaka nova električna in elektronska naprava (električno vozilo, mobilni telefon, antena itd.) mora biti skladna z elektromagnetnimi predpisi, ki zahtevajo uspešno opravljanje dragih in časovno zahtevnih fizičnih testov. Primer predpisov, ki vplivajo na nov in nastajajoči trg, so nosljive naprave, ki jih uporabljajo operaterji v logističnih obratih. Te naprave morajo izpolnjevati biološke elektromagnetne standarde, prav tako pa se morajo povezovati z IoT sistemi.
Virtualno testiranje
Da bi se izognili visokim stroškom in dolgotrajnim postopkom zaradi neuspeha na teh regulativnih testih, morajo razvojne ekipe izdelkov že v fazi načrtovanja uvesti virtualno testiranje za elektromagnetno (EM) ocenjevanje. S tem pridobijo boljši vpogled v vpliv dizajnerskih odločitev in izbire komponent na elektromagnetno in signalno zmogljivost izdelka.
Razvoj pametnih in povezanih naprav je multidisciplinarna naloga, pri kateri morajo sodelovati strokovnjaki s področja mehanike, elektrotehnike in načrtovanja tiskanih vezij (PCB). Vsi morajo delati na enotnem naboru podatkov, da zagotovijo medsebojno usklajenost. Odločitve posameznih ekip vplivajo na druge in lahko bistveno vplivajo na elektromagnetno (EM) zmogljivost izdelka. Z uporabo nove vloge Electromagnetics Engineer lahko ekipe hitro in enostavno ocenijo elektromagnetna polja v svojem izdelku ter analizirajo vpliv morebitnih oblikovalskih sprememb na EM zmogljivost.
Ne glede na panogo je ob vključitvi elektronskih sistemov v izdelek nujno upoštevati možnost medsebojnih motenj med sistemi, ki lahko privedejo do slabšega delovanja izdelka ali celo do njegovega neuspeha.
Upravljanje nevidnega
Electromagnetics Engineer temelji na preizkušeni tehnologiji CST Studio Suite. Zagotavlja visokozmogljivo 3D simulacijo visokofrekvenčnih elektromagnetnih pojavov za analizo in optimizacijo elektromagnetnih komponent in sistemov prek intuitivnega in sodobnega uporabniškega vmesnika na 3DEXPERIENCE platformi.
Electromagnetics Engineer omogoča dizajnerjem in inženirjem izvajanje elektromagnetnih simulacij v širokem frekvenčnem območju (od statičnih do optičnih frekvenc), vključno z optimizacijo anten, mikrovalovnih komponent, elektromehanskih naprav ter nekaterih optičnih aplikacij in scenarijev dinamike nabitih delcev. Orodje pomaga razvojnim ekipam izboljšati zmogljivost izdelkov, skrajšati čas do lansiranja na trg ter zmanjšati tveganje za okvare naprav, garancijske zahtevke in odpoklice izdelkov.
Varnost je pomembna
Z razcvetom mobilne in nosljive tehnologije narašča zaskrbljenost glede vpliva elektromagnetnih valov na človeško telo. Simulacija izpostavljenosti človeškega telesa elektromagnetnim poljem s pomočjo tehnologije v Electromagnetics Engineer je ključna za razvoj varnih izdelkov.
Zaradi svojih širokih zmogljivosti in edinstvene sposobnosti prepoznavanja ter zmanjševanja tveganj zaradi elektromagnetne združljivosti (EMC) in elektromagnetnih motenj (EMI) v elektronskih napravah Electromagnetics Engineer zagotavlja, da naprava že ob prvem testiranju uspešno prestane vse certifikacijske preizkuse, ki jih zahtevajo regulativni in industrijski standardi.
Zmogljivosti
Vloga Electromagnetics Engineer ima sledeče zmogljivosti:
- Napredne simulacijske metode, kot so edinstvena tehnika končne integracije (FIT), klasična metoda končnih elementov (FEM), metoda matrične transmisijske linije (TLM) ter hibridne simulacijske metode.
- Specializirani solverji za aplikacije, kot so razvoj motorjev, tiskanih vezij, kabelskih snopov in filtrov.
- Združene simulacije na sistemski ravni, večfizikalne simulacije ter sočasna simulacija polja in vezij za zagotavljanje izjemne zanesljivosti in natančnosti simulacij.
- Celovito parametrično razvojno okolje za modeliranje.
- Širok nabor kompleksnih materialnih modelov.
- Zmogljiva orodja za postprocesiranje in vizualizacijo.
- Vgrajeni optimizatorji.
- Visoko zmogljivo računalništvo na delovnih postajah in gručah le-teh: večnitno procesiranje, pospeševanje z GPU, distribuirano računalništvo ter (MPI) večprocesna paralelizacija.
- Računalništvo v oblaku prek 3DEXPERIENCE platforme, ki omogoča oddajo in spremljanje nalog v CST Studio Suite od kjerkoli.
Katera vprašanja vam lahko odgovori Electromagnetics Engineer?
Ali morate zasnovati kapacitivne ali induktivne senzorje na dotik?
Ali morate zasnovati senzorje bližine ali lokacije?
Kateri ključne parametre želite optimizirati?
Kateri omejitveni dejavniki predstavljajo največji izziv za vaše senzorje?
Kako trenutno validirate zasnovo svojih senzorjev?
S katerimi izzivi se soočate pri zasnovi vaših magnetnih sistemov?
Ali morate optimizirati določene zmogljivostne parametre (npr. jakost polja, učinkovitost, velikost)?
Ali želite simulirati statična polja, dinamično obnašanje ali prehodne pojave?
Ali morate simulirati interakcije med več magneti ali z drugimi elektromagnetnimi sistemi?
Kako pomembna je simulacija nelinearnih magnetnih materialov ali histereznih učinkov za vaše aplikacije?
Ali morate natančno napovedati zmogljivost in izgube?
Ali morate analizirati zagonski tok in učinke magnetizacije?
Ali želite napovedati gibanje in sile v odvisnosti od časa ali položaja?
Ali se soočate s termalnimi težavami, omejitvami materiala ali zanesljivostjo delovanja?
Ali morate simulirati večfizikalne interakcije, kot so elektromagnetne sile v povezavi s toplotnimi in strukturnimi učinki? (npr. pri indukcijskem segrevanju)
Katere vrste elektromotorjev načrtujete (npr. indukcijski, BLDC, sinhroni, reluktančni) in kakšne so njihove glavne aplikacije?
Kako pomembni so toplotni učinki v vašem procesu načrtovanja?
Kateri zmogljivostni parametri so najpomembnejši v vaši aplikaciji?
Ali potrebujete podrobne 3D simulacije za kompleksne izdelke, ali so 2D simulacije dovolj za vaše trenutno delo?
Ali morate modelirati obnašanje trajnih magnetov, na primer razmagnetenje?
S katerimi vrstami anten delate? (npr. širokopasovne, resonančne, nosljive, integrirane itd.)
Ali morate simulirati antene v njihovem delovnem okolju?
Ali vas zanima načrtovanje antenskih nizov?
Ali morate napovedati ali zmanjšati medsebojne motnje?
Ali vas zanima napovedovanje radarskega preseka ali vpliv materialov, ki absorbirajo radarske signale?
Ali morate povezati simulacijo vezja s svojo 3D elektromagnetno simulacijo?
Ali morate ustvariti in simulirati ujemalne mreže?
Ali načrtujete ojačevalce moči?
Ali se soočate z izzivi zaradi sprememb impedance v aktivnih komponentah (npr. ojačevalniki, X parametri)?
Ali potrebujete nelinearne modele ali visokoločljive simulacije za aktivne naprave, ki jih omogočajo X parametri?
S katerimi vrstami RF komponent trenutno delate?
Kakšne so ključne zahteve glede zmogljivosti vaših RF komponent?
Ali se pri zasnovi RF komponent soočate s specifičnimi izzivi? (npr. doseganje želene pasovne širine, izolacije itd.?)
Ali delate na prilagojenih dizajnih z omejitvami glede velikosti, upravljanja moči ali frekvenčnega območja?
Ali toplotni ali mehanski dejavniki, kot je razglasitev zaradi temperaturnih sprememb, vplivajo na vaše RF produkte?
Kateri regulativni standardi (npr. FCC, ICNIRP, IEEE) so najpomembnejši za ocene specifične absorpcije?
Ali se soočate s kompromisi med oblikovnim faktorjem naprave, postavitvijo antene in skladnostjo s predpisi za specifično absorpcijo?
Ali načrtujete naprave za nove aplikacije, kot so nosljive ali vsadljive tehnologije, ki zahtevajo specializirane ocene specifične absorpcije?
Ali morate simulirati izpostavljenost osebja, orožja, streliva, letal ali vnetljivih snovi?
Ali ste se v poznih fazah razvoja soočali s težavami zaradi neoptimalne postavitve?
Ali bi vam koristilo preverjanje geometrije povezav za različne vrste signalov?
Ali morate preveriti postavitev glede kršitev oblikovnih pravil v povezavi s signalno integriteto (SI), integriteto napajanja (PI) in elektromagnetno združljivostjo (EMC)?
Ali morate preveriti postavitev razbremenilnih kondenzatorjev?
Ali ima vaše vezje visokohitrostne podatkovne signale?
Ali morate preprečiti popačenje digitalnih visokohitrostnih signalov in napake pri prenosu podatkov?
Ali vse komponente prejemajo napajanje znotraj dovoljenih toleranc?
Ali bi vam koristila optimizacija napajalne ravnine z razbremenilnimi kondenzatorji?
Ali morate izpolnjevati EMC/EMI predpise? Katerim standardom morate ustrezati?
Kako trenutno testirate prevodne in sevalne emisije?
Ali vas skrbi občutljivost na prevodne ali sevalne motnje?
Ali morate preučiti elektrostatično razelektritev (ESD)?
Ali ocenjujete zasnove glede udarov strele ali drugih E3 učinkov?
Ali vas skrbi upravljanje toplote oziroma pregrevanje?
Ali so vaše naprave hlajene pasivno ali aktivno?
Ali morate natančno napovedati odvajanje toplote skozi vezje?
Ali morate napovedati napetosti zaradi toplotnega raztezanja?
S kakšnimi plazemskimi sistemi delate in kakšne so njihove aplikacije? (npr. fuzijska energija, plazemsko jedkanje, vesoljski pogon, industrijski premazi)?
Ali morate simulirati nastanek plazme, njeno zadrževanje ali interakcijo z elektromagnetnimi polji?
Ali morate oceniti kako plazma vpliva na različne materiale v vašem sistemu?
Ali se soočate z izzivi pri doseganju enakomernega obnašanja plazme v vašem sistemu, na primer pri procesih jedkanja ali nanašanja?
S kakšnimi vrstami vakuumskih cevi delate in kakšne so njihove aplikacije? (npr. medicinsko slikanje, komunikacije itd.)
Ali se soočate z izzivi pri doseganju želenega obnašanja elektronskega žarka ali pri nadzoru emisijskih lastnosti?
Ali potrebujete vpogled v žariščno točko elektronov na anodi?
Ali morate analizirati vpliv nakopičenega prahu v vaši cevi?
Ali vas zanima preučevanje toplotnih učinkov oziroma poškodb anode po več impulzih?
Kakšno vrsto pospeševalnika načrtujete? (LINAC, sinkrotron, ciklotron itd.)
Ali morate simulirati elektromagnetna polja v RF votlinah ali valovodih za doseganje optimalnega pospeševanja?
Ali morate zasnovati in optimizirati magnete za vaš pospeševalnik?
Ali vas zanima načrtovanje struktur za upogibanje žarka?
Ali morate oceniti moč in toplotno obnašanje vašega pospeševalnika?
Ali se soočate z izzivi pri napovedovanju ali preprečevanju koronske razelektritve v vaših izdelkih?
Ali sta preboj izolacije ali degradacija materiala zaradi koronske razelektritve ponavljajoči se težavi v vaših sistemih?
Ali optimizirate geometrijo za zmanjšanje tveganja koronske razelektritve?
Ali je testiranje delne razelektritve ali napetosti začetka koronske razelektritve obvezno za vašo aplikacijo? Katerim standardom morate ustrezati? (npr. IEC, IEEE)?
Ali morate napovedati ali preprečiti množično emisijo (multipaction) in učinke elektronske plazilne ionizacije?