隨著電子設(shè)備使用的增加,完全真實(shí)的電磁兼容(EMC) 測試只能在產(chǎn)品樣機(jī)進(jìn)行,EMC問題常常在產(chǎn)品開發(fā)的后續(xù)階段才會出現(xiàn),這也就預(yù)示著要進(jìn)行昂貴和耗時的設(shè)計迭代。因此,在設(shè)計早期階段掌握EMC兼容性變?yōu)橐粋€關(guān)鍵的技術(shù)問題,數(shù)值EMC作為一個使電磁兼容更快更高效解決的途徑而出現(xiàn)。
ESI集團(tuán)根據(jù)工業(yè)中從低頻到中高頻的實(shí)際電磁/電磁兼容問題,提出了完整的全頻段的解決方案:PAM-CEM/Visual-CEM用于解決中高頻EMC/EMI電磁兼容問題;CRIPTE用于解決線纜網(wǎng)絡(luò)的電磁兼容問題;SYSMGNA 用于解決低頻特性的電磁問題。而PAM-CEM與CRIPTE軟件的完全耦合功能,更是對于具有復(fù)雜線纜網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備提供了完整的電磁兼容解決方案。
二、PAM-CEM 軟件包
隨著工業(yè)部門的電子設(shè)備日益復(fù)雜,預(yù)測及控制電磁干擾現(xiàn)象的能力對保證系統(tǒng)操作的可靠性是必要的,尤其是關(guān)系到安全性和保密性的情況,而PAM-CEM解決方案就是能夠解決實(shí)際EMC問題的關(guān)鍵手段。
PAM-CEM解決方案由專門從事電磁場仿真計算達(dá)20年的專家團(tuán)隊(duì)開發(fā),專門用于EMC的仿真測試。其開發(fā)目標(biāo)是在設(shè)計的早期階段選擇更加真實(shí)的模型,進(jìn)行電磁兼容(EMC)模擬仿真,從而預(yù)測系統(tǒng)或設(shè)備可能的機(jī)能問題,并立即仿真結(jié)果采取措施。
PAM-CEM電磁兼容解決方案可以解決的問題包括:電磁輻射(EMR)和電磁干擾(EMI)問題(近場);天線、雷達(dá)對仿真分析對象的輻射模式問題(遠(yuǎn)場);機(jī)載/車載設(shè)備對外來入侵電磁干擾的抗干擾度問題;大型裝備系統(tǒng)對外界環(huán)境(電磁污染)的電磁輻射(EMR)等問題;由內(nèi)部布線引起的電磁干擾(EMI)、擾動電磁敏感性(EMS)、線纜屏蔽效果等問題;具有復(fù)雜線纜網(wǎng)絡(luò)設(shè)備下3D模型與線纜網(wǎng)絡(luò)耦合電磁仿真分析的電磁輻射與電磁敏感問題。該解決方案軟件已廣泛用于交通運(yùn)輸工業(yè)(汽車和火車)、航空航天、通信和電子等領(lǐng)域。
PAM-CEM 電磁仿真軟件包功能特點(diǎn),包括:
◎?qū)τ趶?fù)雜幾何形狀的電磁場輻射及天線、線纜網(wǎng)絡(luò)及電子設(shè)備的電磁輻射等電磁場問題,基于麥克斯韋方程組的直接建模,可以解決復(fù)雜幾何形狀物體、有線天線、線纜網(wǎng)絡(luò)和電子設(shè)備等電磁場輻射及電磁干擾問題;
◎CAD幾何模型的直接導(dǎo)入進(jìn)行網(wǎng)格剖分,或?qū)σ汛嬖诘木W(wǎng)格進(jìn)行細(xì)化功能;
◎充分明確的仿真時間管理程序使電磁環(huán)境的完整仿真更有效,包括感應(yīng)電流、感應(yīng)電壓的計算,電磁場的近場或遠(yuǎn)場計算,電磁輻射場的仿真分析等;
◎先進(jìn)的后處理器功能可以幫助用戶更好理解電磁現(xiàn)象;
◎PAM-CEM可以與其他軟件如CRIPTE 進(jìn)行完全耦合,從而進(jìn)行完整的電磁仿真分析;
◎可以對物體進(jìn)行EMS電磁敏感度(基于外界電磁干擾)分析和EMR電磁輻射分析(包括內(nèi)部電磁干擾對外部環(huán)境的影響及不同電子設(shè)備之間的互相電磁干擾)。
三、CEM 模塊介紹
1.PAM-CEM 簡介
PAM-CEM是綜合的電磁兼容模擬軟件,可以對復(fù)雜的電磁環(huán)境進(jìn)行精確、完整、快速的仿真分析。該軟件通過虛擬測試、工業(yè)測試、用戶測試驗(yàn)證了其有效性。
PAM-CEM V2010.0軟件包包含下列模塊:用戶環(huán)境(PRE-CEM前處理器、POST-CEM/PAM-VIEW后處理器和PAM-CEM/HF 高頻仿真器);有限元求解器(PAM-CEM/FD 求解器、SEMAIL 網(wǎng)格生成器和CEM3D求解器);線纜網(wǎng)絡(luò)求解器(LAPLACE 線纜導(dǎo)線參數(shù)計算模塊、CRIPTE 線纜網(wǎng)絡(luò)計算分析模塊、C3M 耦合PAM-CEM參數(shù)分析模塊以及RORQUAL 特殊電源信號計算分析模塊)。
2.PAM-CEM V2010.0 新功能/ 增強(qiáng)功能
在2010年即將發(fā)布的PAM-CEM V2010.0版本中,針對工業(yè)用戶中新出現(xiàn)的突出且廣泛的電磁兼容問題,將電阻材料屬性的薄層求解、高頻電大問題的求解、完善的近場求解等功能添加進(jìn)PAM-CEM V2010.0 版本。
(1)電阻材料屬性的薄層求解功能 (Resistive Coatings)。
在實(shí)際的電磁兼容問題中,電阻材料薄層的厚度往往只有幾毫米甚至更薄,如果對薄層進(jìn)行直接3D建模就需減小網(wǎng)格單元的大小;而為了得到真實(shí)精確的仿真結(jié)果,薄層中的網(wǎng)格數(shù)需要至少3~4層,因此,進(jìn)行直接3D 建模分析求解并不現(xiàn)實(shí)。
PAM-CEM 為了更好地仿真求解薄層問題,添加了Resis-tive Coatings功能,可以對于具有薄層的物體進(jìn)行更精確的電磁仿真分析。例如,汽車前端的薄層噴涂對于防碰撞雷達(dá)的影響、飛行器上的復(fù)合材料通過鋁層鋪設(shè)后對于飛行器電磁場分布的改變等。
(2)高頻電大問題求解功能(PAM-CEM/HF)。在高頻電磁場及超高頻電磁場仿真分析中,由于頻率過高導(dǎo)致網(wǎng)格數(shù)相應(yīng)增多,在一些條件下并不能解決EM的仿真分析問題。因此,PAM-CEM/HF應(yīng)用PO法(Physical Optics 物理光學(xué)法)、PTD法(Physical Theory of Diffraction物理幾何衍射法) 并結(jié)合EEC法(Equivalent Edge Current 等效邊緣電流法)對電大問題進(jìn)行電磁仿真分析??梢赃m用于高頻雷達(dá)散射截面分析,大型物體如艦船上天線輻射特性分析等。
(3)完善的近場求解功能 (Near Radiated Fields with Re-flecting Obstacles)。
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