[高周波3次元電磁界解析ソフトウェア]ANSYS® HFSS™

製品概要

ANSYS HFSSは業界標準のフルウェーブ3次元電磁界ソフトウェアです。動作周波数が高く、精度を要求されるRF/マイクロ波コンポーネントやシグナルインテグリティ設計者にとって不可欠なソフトウェアです。ANSYS HFSSが設計ツールとして幅広く受け入れられている理由は、形状と材料定数、給電条件を定義するだけで、解析は全てANSYS HFSS任せにできるという点です。ANSYS HFSSは、幅広いアプリケーションの構造物を効率的に解析するために、有限要素法、モーメント法、これらを組み合わせたハイブリッドソルバーなど複数のソルバーを提供しています。また各ソルバーは、高精度なメッシュを自動生成することで、あらゆる設計に利用することが可能です。

適用分野・アプリケーション

  • RF/マイクロ波コンポーネント
  • アンテナ
  • MMIC/LTCC
  • その他
  • 伝送線路、ビアなどのシグナルインテグリティ
  • EMC(EMI/EMS)
  • ESD

特長

設計内容・解析規模に応じた各種ソルバー

  • 周波数ドメインソルバー
      有限要素法を用いて周波数領域で電磁界解析を行い、S/Y/Zパラメータや放射特性、電磁界分布の表示が可能です。
  • Transientソルバー
      Discontinuous Galerkin法によるTransientソルバーです。周波数領域と同じ高精度なアダプティブ・オートメッシュを利用した時間領域の解析が可能です。レーダークロスセクションや、ESD・落雷などの短時間のパルス励起による電磁界現象やTDRの解析が可能です。
  • Integral Equation ソルバー
      Integral Equation(IE)ソルバーはモーメント法を用いて大規模な解析が可能です。従来の有限要素法では解析できない、または解析時間の長い人工衛星のアンテナの配置検討など大規模な解析が可能です。
  • Hybrid ソルバー
      有限要素法とモーメント法の長所を組み合わせることで精度を保ちつつ大規模な解析を短時間で解析可能です。
  • Savant(オプション)
      レイトレース法(SBR+)による超大規模電向け磁界解析ツールです。多重反射を考慮した光学法により艦船、航空機レーダー、ミリ波レーダー、大規模電波伝搬環境の解析が可能です。

解析対象に合わせた 2種類のGUI

ANSYS HFSSでは3次元構造物を作成・解析するためのGUIと、シグナルインテグリティの解析者を対象としたPCB層構成(スタックアップベース)のGUIを備えています。 PCB層構成のGUIではPCB CADデータを取り込み、電磁界解析による周波数特性を解析することで、配線やビアのクリアランス等の最適値を最適化することが可能です。さらに基板構造に最適化したメッシャーと実績のあるANSYS HFSSソルバーを使用するため、正確さと信頼性が必要なハイスピード伝送線路の解析に最適です。

正確な解析をご提供するAdaptive Auto Mesh(アダプティブ・オート・メッシュ)

長年実績のあるAdaptive Auto Mesh機能は、電磁界解析と同時にメッシュの最適化を行うアルゴリズムを採用しています。これにより、複雑な電磁界現象に対して効率よくメッシュを作成し少ないメモリで高精度な電磁界解析をご提供致します。

知的財産を保護してモデルを共有できる3次元解析モデルライブラリ (3D Component Library)

コネクタやアンテナ、チップ部品など、あらゆる場面で再利用が必要とされる解析モデルは「3次元解析モデルライブラリ」としてファイル化することが可能です。ライブラリには3次元CAD情報だけでなく、材料定数や境界条件、メッシュ設定、変数リストも含まれています。
また、ライブラリはパスワードでモデルの情報を暗号化できるようになっており、知的財産を保護しながら第三者に電磁界モデルを提供することが可能です。これにより企業間の垣根を超えた協調設計をサポートします。

回路の動作条件を電磁界解析に反映させる Push Excitation

回路が動作時の電流・電圧条件から電磁界解析の励振条件を決定するPush Excitation機能により、実動作の電磁界分布を求めることが可能です。

大規模解析を可能にするHPC(ハイパフォーマンス コンピューティング)

ANSYS のHPC技術により、これまでにないより大規模で複雑な電磁界の問題を高速にHFSSで解決できます。

  • マルチプロセッシング解析
      単一ノードに搭載された複数のCPUコアを使用することで、解析時間を短縮することが可能です。
  • 解析領域分割
      大規模かつ複雑な形状をネットワークに接続されているコンピュータに分散して解析することで、コンピュータのメモリを活用し、高速に解析することが可能です。
  • 周波数スイープ分散解析
      ネットワークに接続されているコンピュータに、解析したい周波数を分散して解析することで高速に解析することが可能です。
  • GPUコンピューティング
      Transient解析の解析速度向上のため、GPUコンピューティング・リソースを活用した解析が可能です。

機能

解析エンジン

  • フルウェーブ有限要素法
    • ベクトル辺要素を採用し、スプリアス解を完全に除去
    • 1次要素から3次要素まで自由に選択できる基底関数
    • 直接演算法と繰り返し演算法から選択できる演算手法
    • 用途に合わせて選択できる3つの周波数Sweep(Discrete,Fast,Interpolating)
  • Discontinuous Galakin法によるTransient Solver
  • モーメント法をベースとしたIntegral Equation Solver
  • 大規模解析に特化したPhysical Optics Solver
  • 有限要素法とモーメント法を融合させたHybrid Solver
  • 領域分割並列処理に対応したDomain Deconposition
  • 固有値解析
  • PCB,ICに特化した有限要素法Solver
  • 線形回路解析
  • Shooting Bouncing Ray法による超大規模問題電波伝播問題に対応したSavant Solver

出力結果

  • S/Y/Zパラメータ
  • ディファレンシャルコモン伝送特性
  • TouchStone、Spice用ネットリスト
  • TDR
  • Port面の伝送モードと特性インピーダンス、伝搬定数
  • 放射特性(放射パターン、アンテナゲイン、1/3/10m放射電界強度)
  • Monostatic/Bistatic RCS(レーダクロスセクション)
  • 電磁場分布表示(スカラー/ベクトル場)
  • SAR

関連情報

セミナー

はじめての高周波電磁界解析 体験セミナー

本セミナーでは、実際にANSYS HFSSを使用していただき、同軸コネクタ、マイクロストリップ線路、アンテナ、EMI解析、導波管などの電磁界解析を体験頂けます。

解析事例

自動車のシャーシとフロントサイドガラスがアンテナに与える影響

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