电子工程课程

多重作用是一种电子共振效应，当应用射频场加速真空中的电子并使它们与表面碰撞时，根据其能量，将一个或多个电子释放到真空中——就像激光中的雪崩效应一样。多重作用只发生在真空中。在本AIC模块中，您将了解使用AEDT 2020 R2中的HFSS的多部分功能，这将帮助您设计和分析大量的前沿应用程序。同轴几何图形被用来作为一个过程模型来演示这一特性。

在本模块中，我们将描述作为一种设计方法的联合仿真。根据定义，联合仿真方法涉及两种或两种以上的仿真类型，用于模拟整个系统。通过联合仿真，可以在两个工具之间创建动态链接，以便一个工具中的更改可以实时地反映到另一个工具中。在5G相控阵应用的帮助下，将展示联合仿真的力量。我们将专注于Ansys HFSS MCAD, HFSS ECAD和电路工具在Ansys电子桌面中的联合仿真能力。然而，联合仿真功能也可以跨不同的Ansys物理工具使用。

麦克斯韦是分析低频现象和器件的电磁工具。它集成到电子桌面，连同所有其他Ansys电磁工具。它还可以集成到工作台平台中进行多物理分析。几何图形可以直接在Maxwell内部创建，也可以从外部CAD工具导入。Maxwell也可以从Ansys Workbench安装中启动。这个工作流程是为Maxwell将使用Workbench系统中的任何各种特性而设计的，例如CAD连接、实验设计或多物理分析。Maxwell中的准静态求解器提供了一种自动网格细化算法。瞬态求解器允许分析大运动和机械瞬态。

在本课程中，您将学习Ansys HFSS几何设计和EM仿真工作流程的基础知识。本课程将涵盖诸如创建几何图形、分配边界、分析解决方案设置和用域叠加绘制结果等概念。

在组件和系统级别的热分析是需要预见设备的性能长时间。使用热分析可以帮助您评估由电子电路产生的内部热量，并通过跟踪气流可视化可能的通风。因此，设计者可以确保这些电子电路或设备在所需的热条件下工作。热分析还可以确定环境条件对这些电子电路的影响。与Ansys Electronics Desktop (AEDT)集成的Icepak工具可以用于这种电热分析。本课程主要侧重于Icepak的基础知识和在AEDT中使用多物理分析的电热分析。

在本课程中，您将学习Ansys Q3D信号完整性和准静态电磁场模拟工作流程的基础知识。本课程还将涵盖一些与电容和电感有关的基本方程，然后介绍一些基本的矩阵运算。介绍了两个重要的电容矩阵——麦克斯韦电容矩阵和SPICE电容矩阵。

Ansys Electronics Desktop (AEDT)为多个产品提供了一个通用的用户界面，其中每个产品都专注于特定的物理类型。Ansys HFSS提供了两种不同的方法:(1)HFSS完全任意3D (FA3D)，也被称为MCAD， (2) HFSS 3D布局。HFSS 3D布局可以广泛用于与层、网、组件和面板的模拟。它还包含多种求解器类型。HFSS 3D布局以电子计算机辅助设计(ECAD)中常见的层来构造几何结构，包括印刷电路板(PCB)布局和射频/微波电路。HFSS三维布局中的三维网格划分和有限元模拟与HFSS完全任意三维几何(MCAD)模拟相同。本课程主要侧重于HFSS 3D布局的基础知识，并强调其关键特性和功能。

端口是系统的接口，电磁场通过它传播进入或离开系统。根据用户的需求，这些端口既可以用作源端口，也可以用作汇聚端口。HFSS有各种选项来生成与结构相互作用的事件字段，以生成计算需要的总字段。HFSS提供的激励包括波端口、集总端口和Floquet端口。本课程将简要介绍这些端口类型，并指导您根据用户需要选择适当的端口类型。

Floquet端口是HFSS为电磁模拟提供的激励类型之一。这种孔只用于平面周期结构。一些例子是平面相控阵和频率选择表面，当这些可以理想化为无限大。平面相控阵广泛应用于5G、ADAS、V2X等领域。在本课程中，我们将介绍Floquet端口及其主要特性，然后分析一个实例。

天线是既能发射又能接收信号的通信手段．通信距离不仅取决于工作频带，而且取决于辐射元件的设计特性。在所有可用的天线类型中，贴片天线是可以的紧凑和低调的同时具备辐射能力．然而，某些应用，如5G, ADAS, V2X，需要这些贴片天线阵列实现具有更大的方向增益，阻抗带宽，波束转向能力等。在这个AIC模块中，我们将详细介绍微带贴片及其阵列作为一种设计方法。

Ansys Electronics Desktop或简单的AEDT为电子元件的设计和分析提供了一个全面的环境。AEDT提供了进行完整系统分析所需的多种设计类型。Ansys HFSS是AEDT中集成的一种设计类型，AEDT是一种用于高频电磁元件设计和分析的高频仿真软件。HFSS提供各种类型的求解器，以适应各种应用。它提供了各种各样的报告，从二维矩形图到复杂几何图形中的三维场图，这将有助于理解电磁概念。Ansys HFSS既可以用来设计简单的仿真模型，也可以用来设计复杂的仿真模型，因此需要知道如何使用该工具进行高效的分析。本课程提供使用AEDT学生版分析所需的循序渐进的程序。本课程所展示的步骤和程序不仅限于学生版本，也可用于商业版本。关于这个学生版本的更多细节可以在这里找到。在本课程中，我们将以WR-15标准波导为例，演示对简单波导、堆叠波导、扭曲波导和弯曲波导等不同类型波导的分析。

本课程涵盖了用于功率变换器的多材料环形电感的设计步骤。磁性元件用于存储和转换电能和磁能，因此广泛应用于开关电源变换器中。与它们相关的一个挑战是它们更大的尺寸，因为这很难设计更小的功率设备。为了减小尺寸，同时保持磁性元件的电感，提出了多材料电感设计，其中多材料作为电感的核心。您将学习如何在Ansys Maxwell中设置参数分析，以获得最适合电源转换器的尺寸。

Ansys Maxwell是一个集成到Ansys Electronics Desktop (AEDT)中的电磁仿真工具。麦克斯韦用于分析低频电子设备和机器，或用于模拟具有非线性BH曲线或材料各向异性的材料。
我们将在麦克斯韦尔使用直流静磁求解器创建和分析一个电磁故障安全制动系统的3D和2D模型。讨论了执行麦克斯韦模拟的所有必要步骤。

每个电子设备或电路在工作时都产生热量。由此产生的热量水平可能因设备中存在的操作功率、组件密度、组件类型等而不同。如果热量超过阈值水平，就会降低任何电子电路的性能。即使是长期的少量热量也会产生负面影响。对于任何设计师来说，观察产生的热量是否在设备的可操作范围内是至关重要的。因此，任何电子设备的热分析都是非常重要的，因为它可以识别热源和在各个操作点产生的热量。
本课程旨在演示在Ansys电子桌面的学生版中使用HFSS和Icepak进行电热管理(ETM)的工作流程。

在本课程中，将讨论Ansys Maxwell 涡流求解器和 电热 之间的双向耦合Ansys Maxwell和Ansys Icepak 。
本课程开始  模拟电磁制动(EMB)使用麦克斯韦涡流求解器。它 还包括仿真 工作流 需要执行电热 分析使用Maxwell和 Icepak 内部Ansys电子桌面(AEDT)学生版。最后， 我们将通过改变源参数看到EMB部分的 温升。