連接器現(xiàn)狀介紹 電磁仿真技術(shù)介紹

作者|電磁應(yīng)用HFSS仿真秀金牌作者

一、連接器現(xiàn)狀介紹

隨著5G技術(shù)的逐步完善，萬物互聯(lián)隨之提上日程，而在萬物互聯(lián)推進過程中，連接器是其中的關(guān)鍵之一，在實際應(yīng)用場景中，連接器千差萬別，如圖1.

圖1 連接器

在實際中的連接器，一種是關(guān)于物理性的連接，另外一種是為了電磁信號順利通過而連接的功能。第一種主要關(guān)注結(jié)構(gòu)的結(jié)實程度，還有連接的穩(wěn)定性，第二種主要關(guān)注的是信號通過時，信號是否完整，信號質(zhì)量是否良好。對于第二種連接器因為事關(guān)到電磁信號的傳輸性能，而電磁是一種特別抽象的物質(zhì)，往往靠經(jīng)驗設(shè)計的結(jié)果，樣品加工后出現(xiàn)一系列問題，出現(xiàn)問題后通過試錯循環(huán)加工的方式逐步使性能提高，直到達到成功為止，但這種方式成本巨大，對于企業(yè)研發(fā)領(lǐng)域不是長久之計。

進而越來越多的產(chǎn)品研發(fā)階段，提前對產(chǎn)品電磁性能預(yù)測的需求與日俱增。

二、電磁仿真技術(shù)介紹

電磁仿真關(guān)系到一門非常重要的學科，叫“電磁學”，電磁學是關(guān)注材料、電場和磁場之間相互作用的學科。比如，強電電流流入筆記本的電源適配器，同你家冰箱上產(chǎn)生磁場是有相關(guān)性的，他們可以用同一組公式來描述，那就是麥克斯韋方程（Maxwell Equation）。時變的電場產(chǎn)生磁場，反之亦然。幾個電磁學中的基本量如E（電場)、H（磁場）、J（電流）。

電磁學無處不在：許多設(shè)備都是在此基礎(chǔ)上開發(fā)出來，如手機、微波爐、電機、變壓器…

電磁學可被用作不同用途：通信（天線…)、功率傳輸（電機、變壓器…）、醫(yī)療設(shè)備（MRI…）

對于電磁問題，我們通常會以頻率進行衡量，單位是赫茲（Hz）。電池工作在0Hz（也叫直流），強電輸出的功率在60Hz，手機的工作在MHz（1e6)到GHz（1e9）的頻率范圍。如下圖應(yīng)用及為典型的電磁應(yīng)用范疇。

圖2電磁成像

圖3 電源模塊設(shè)計

圖4天線設(shè)計

圖5電機設(shè)計

連接器設(shè)計的問題實質(zhì)上也是關(guān)注材料和電磁信號相互作用的問題，也就是研究電磁學與連接器具體工程應(yīng)用的相互關(guān)系問題。其核心基礎(chǔ)最終都追究到一組非常偉大的方程組——麥克斯韋方程組。如圖6，其發(fā)明者為英國物理學家麥克斯韋，如圖7

圖7 麥克斯韋方程組

目前研發(fā)的主要手段如下：

圖8研發(fā)手段實驗

而經(jīng)過長期工程實踐，電磁仿真技術(shù)是最優(yōu)選擇，在研發(fā)產(chǎn)品系統(tǒng)前期就可以對系統(tǒng)在計算機上有效評估，通過數(shù)字模型可以研究更深細節(jié)，也滿足目前中國數(shù)字化建設(shè)大框架，是為了技術(shù)研發(fā)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵動能。

三、連接器仿真技術(shù)學習內(nèi)容

連接器仿真技術(shù)學習一共包含兩個方面，第一個方面為電磁仿真技術(shù)基礎(chǔ)部分，主要為后續(xù)在具體仿真中讓工程師清晰了解為什么這樣做，而不僅僅是得到一個仿真結(jié)果，而對結(jié)果的正確性確無法保證，學習電磁基礎(chǔ)后可以明顯增強工程師的創(chuàng)新能力，電磁基礎(chǔ)課是解決這個問題量身定做的課程，也可關(guān)注仿真秀 工信部ANSYS電磁工程師認證輔助視頻課程。

第二個方面為具體工程應(yīng)用行業(yè)中連接器仿真案例及實操過程，有助于增強工程師理論到具體工程應(yīng)用的過渡，對于學生，實現(xiàn)的是從學校學生到工程應(yīng)用工程師轉(zhuǎn)變，而對于工程經(jīng)驗非常多的工程師，不是工程專家，也可以重新回顧過來看電磁基礎(chǔ)部分，這樣增強工程和理論的銜接關(guān)系，從而增加工程經(jīng)驗底蘊，進而增強工程創(chuàng)新能力，實現(xiàn)工程師到電磁仿真工程專家的轉(zhuǎn)變。

四、ANSYSHFSS連接器電磁仿真啟蒙課

目前針對連接器電磁仿真專門開展的仿真技術(shù)培訓少之又少。因為其理論基礎(chǔ)要求高，還需要具備大量的工程經(jīng)驗，才能勝任培訓講師，這樣的人才市場上十分稀缺。

為了幫助大家的學習，筆者應(yīng)仿真秀邀約，特定于2021年8月17日20時00分，通過仿真秀直播系統(tǒng)為大家?guī)?strong>《ANSYSHFSS連接器電磁仿真啟蒙課》。

編輯：hfy