Ansys 2021 R2中的新的HFSS SBR+技术是汽车雷达集成的一大步

例如，在汽车雷达中，雷达传感器通常被放置在筋膜或车辆标志的后面，以达到美观和保护的目的。图1显示了雷达天线，安装在车辆标志后面的金属支架上。非均匀厚度的介质天线罩覆盖天线。

图1:雷达天线放置在车辆标志后面。天线罩具有非均匀厚度的电介质。

工程师需要确保保险杠和筋膜不会显著降低天线的预期增益或扭曲天线元件之间的相位关系。这些影响会减小雷达的有效探测距离或在探测过程中引入误差确定目标到达的角度．通过仿真，工程师可以将天线、保险杠和筋膜部分包括在仿真中，从而预测筋膜和保险杠对天线的影响。然而，这些模拟通常都很大，因此需要大量的计算能力和内存来解决使用传统技术，如有限元方法(FEM)。

快速解决电气大问题

Ansys HFSS射击和反弹射线(SBR+)求解器是一种渐近，射线跟踪电磁求解器，可有效解决电大问题。HFSS SBR+是几何光学(GO)和物理光学(PO)的杂交。具体来说，HFSS SBR+使用GO扩展PO到多个反弹，同时还考虑到额外的物理。HFSS SBR+还应用了衍射(PTD)楔校正和蠕变波(CW)的物理理论来解释表面电流在突发性表面不连续附近的扭曲和曲面阴影边界以外的电流传播。利用均匀衍射理论(UTD)来增强GO射线，并将PTD扩展到多个反弹，从而允许根据GO对发射器阴影区域的CAD表面进行照明。

HFSS SBR+提供了一个高保真的，基于物理的仿真解决方案，以有效的方式解决电大问题。具体来说，HFSS SBR+计算安装的天线性能、扩展的近场分布、远场辐射模式、天线到天线耦合、雷达横截面和全尺寸场景的雷达回波。

准确回答天线放置问题

传统的射击和反弹射线技术要求几何图形引入到求解器中，以菲涅尔反射和透射系数为特征的曲面。这些系数在表格中，这些表格要么是内部计算的，要么是由用户提供的。例如，当一种导电材料被分配到一个物体的体积上时，它的体积在内部被转换成一系列具有单面、有限电导率边界条件的面。使用这种方法，不能将大块材料分配给介质。相反，介质是由阻抗边界条件描述的，其中包括均匀有限厚度的影响。这意味着介质只能被模拟成均匀厚度的涂层或平板。

图2:用于评估平台对天线辐射特性影响的备选仿真工作流程。在SBR+方法中，天线罩是一个体积介电SBR+区域。

从HFSS 2021 R2开始，可以将非导电介电材料分配到体积SBR+ (vSBR+)区域。根据斯涅尔反射和折射定律，射线可以在介质区域内传播。这一新功能使得精确解决涉及可变厚度电介质区域的问题成为可能，如汽车筋膜、保险杠、天线罩和镜头。

HFSS通过两种方式评估天线罩和支架对天线性能的影响。在第一种方法——全波仿真中，天线、支架和天线罩都被放置在同一个域中，并使用HFSS FEM求解器进行求解。在第二种方法中，只对天线进行了HFSS有限元求解。天线与天线罩和支架的相互作用通过给天线罩和支架分配SBR+区域来确定。这些模拟工作流程如图2所示。

图3:从图2中的设置中获得的远场增益模式的比较。

有了新的用于介质的vSBR+，工程师现在可以精确地模拟非均匀厚度的介质对象。图3显示了使用HFSS FEM和HFSS SBR+获得的远场增益模式之间的比较。从图3中，HFSS SBR+结果接近HFSS FEM的金标准精度，同时使用更少的内存和时间来解决相同的问题。新的vSBR+电介质特性使工程师能够以快速有效的方式精确模拟任意形状的电介质的电气大问题。

要了解更多关于HFSS 2021 R2的新特性，请查看按需网络研讨会:Ansys 2021 R2: Ansys HFSS更新．