【技術文章】Ansys HFSS 軟體在連接器設計上的應用

將模擬軟體應用到連接器設計上，可在產品的研發、試製階段，將數值轉化成圖形模擬出來，對產品的性能做出預測和評估，能為企業迅速佔領早期高利潤市場，控制前期預算性投入，規避產品設計的風險等。

應用軟體介紹
Ansys HFSS是業界公認的三維電磁場設計和分析的標準工具。Ansys HFSS提供了簡潔直觀的使用者設計介面，例如：自動網格生成、自適應網格細化工具並提供寬頻帶自適應網格切割。結合高性能的電磁場求解器，實現高精度、高可靠和高穩定的電磁場求解，無需掌握深奧的電磁場知識和反覆嘗試不同的網格剖分，就能快速得到高精度的模擬結果。Ansys HFSS具有多種電磁場求解器，包括頻域、時域、本徵模式、特徵模式、積分方程法、物理光學法、多層平面結構矩量法、區域分解法、有限大陣列天線求解器等，支持多算法混合計算，能夠全面可靠地解決各類高頻和輻射問題。而除了傳統的三維介面外，Ansys HFSS 也提供針對疊構PCB板的求解環境 3D Layout與電路模擬介面(Circuit Simulator)，針對不同型態問題提供適合的求解平台，讓客戶進行更多元的應用。2021R1版本開始支持多型態網格分配(Mesh Fusion)功能，針對不同型態幾何結構給予不同網格分配模式，大幅提升運算效能與減少模擬資源的消耗。此外，Ansys HFSS能夠和 Ansys 結構/流體軟體進行雙向耦合模擬來進行多物理現象探討，包括熱電耦合、熱固耦合與可靠度探討。

Ansys HFSS在連接器的分析應用
圖1為一簡單連接器模型圖檔，連接器在內部引腳的每一端都配置有集總端口，每個引腳兩端都接地。電路板為FR4，連接器主體為環氧樹脂，邊界為輻射邊界。設置為適用於5 GHz的驅動終端解決方案，內插掃描頻率為5 GHz。求解後，可以查看S參數如圖2，以及矩陣數據和網格統計等資訊。

圖1、4pin連接器的簡易模型

圖2、連接器S參數