Ansys 2021 R2中的新型HFSS SBR+技术是汽车雷达集成的一大进步

例如，在汽车雷达中，出于美观和保护的目的，雷达传感器通常放置在筋膜或车辆徽标后面。图1显示了一个雷达天线，安装在车辆标志后面的金属支架上。一个厚度不均匀的介电天线罩覆盖在天线上。

图1:雷达天线在车辆标志后面的位置。天线罩具有厚度不均匀的电介质。

工程师需要确保缓冲器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引入误差确定目标到达的角度．通过仿真，工程师可以通过在仿真中包含天线、缓冲器和筋膜部分来预测筋膜和缓冲器对天线的影响。然而，这些模拟通常是巨大的，因此需要大量的计算能力和内存来解决使用传统的技术，如有限元法(FEM)。

快速解决电子大问题

Ansys HFSS发射和反射射线(SBR+)求解器是一种渐近、射线追踪的电磁求解器，可有效地解决电力大问题。HFSS SBR+是几何光学(GO)和物理光学(PO)的杂交产物。具体来说，HFSS SBR+使用GO将PO扩展到多个弹跳，同时还考虑到额外的物理特性。HFSS SBR+还应用了衍射(PTD)楔形校正和蠕变波(CW)的物理理论来解释表面电流在突然表面不连续附近的畸变和电流在曲面阴影边界外的传播。使用均匀衍射理论(UTD)来增加氧化石墨烯射线并将PTD扩展到多次反弹，从而允许根据氧化石墨烯在发射器阴影区域的CAD表面照明。

HFSS SBR+提供了高保真度，基于物理的仿真解决方案，以有效的方式解决大型电气问题。具体来说，HFSS SBR+计算安装的天线性能、扩展的近场分布、远场辐射方向图、天线到天线耦合、雷达截面和全尺寸场景的雷达回波。

准确回答天线放置问题

传统的射击和弹跳射线技术要求将几何图形引入求解器，以菲涅耳反射和透射系数为特征的表面。这些系数在内部计算或由用户提供的表中。例如，当一种导电材料被分配到一个物体的体积时，它的体积在内部被转换成一系列具有单面有限导电性边界条件的面。用这种方法，大块材料不能分配给电介质。相反，介质是由阻抗边界条件来描述的，其中包括均匀有限厚度的影响。这意味着电介质只能模拟成均匀厚度的涂层或板。

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，允许射线在介电区内传播。这一新特性使得精确解决涉及可变厚度介电区域的问题成为可能，例如汽车筋膜、保险杠、天线罩和透镜。

HFSS通过两种方式评估天线罩和支架对天线性能的影响。在第一种全波仿真方法中，天线、支架和天线罩均置于同一域内，采用HFSS有限元法求解。在第二种方法中，只对天线进行HFSS有限元求解。通过为天线罩和支架分配SBR+区域来确定天线与天线罩和支架的相互作用。这些模拟工作流如图2所示。

图3:从图2的设置中获得的远场增益图的比较。

有了新的电介质vSBR+，工程师们现在可以精确地模拟非均匀厚度的电介质物体。图3显示了HFSS FEM和HFSS SBR+获得的远场增益图的比较。从图3中可以看出，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。新的电介质vSBR+功能使工程师能够以快速有效的方式准确地模拟任意形状的电介质的大型电气问题。

要了解更多关于HFSS 2021 R2的新功能和其他新功能，请查看点播网络研讨会:Ansys 2021 R2: Ansys HFSS更新．