ANSYS HFSS连接器电磁仿真启蒙课

随着5G技术的逐步完善，万物互联随之提上日程，而在万物互联推进过程中，连接器是其中的关键之一，在实际应用场景中，连接器千差万别，如图1.

图1 连接器

在实际中的连接器，一种是关于物理性的连接，另外一种是为了电磁信号顺利通过而连接的功能。第一种主要关注结构的结实程度，还有连接的稳定性，第二种主要关注的是信号通过时，信号是否完整，信号质量是否良好。对于第二种连接器因为事关到电磁信号的传输性能，而电磁是一种特别抽象的物质，往往靠经验设计的结果，样品加工后出现一系列问题，出现问题后通过试错循环加工的方式逐步使性能提高，直到达到成功为止，但这种方式成本巨大，对于企业研发领域不是长久之计。

进而越来越多的产品研发阶段，提前对产品电磁性能预测的需求与日俱增。

二、电磁仿真技术介绍

电磁仿真关系到一门非常重要的学科，叫“电磁学”，电磁学是关注材料、电场和磁场之间相互作用的学科。比如，强电电流流入笔记本的电源适配器，同你家冰箱上产生磁场是有相关性的，他们可以用同一组公式来描述，那就是麦克斯韦方程（Maxwell Equation）。时变的电场产生磁场，反之亦然。几个电磁学中的基本量如E（电场)、H（磁场）、J（电流）。

电磁学无处不在：许多设备都是在此基础上开发出来，如手机、微波炉、电机、变压器…

电磁学可被用作不同用途：通信（天线…)、功率传输（电机、变压器…）、医疗设备（MRI…）

对于电磁问题，我们通常会以频率进行衡量，单位是赫兹（Hz）。电池工作在0Hz（也叫直流），强电输出的功率在60Hz，手机的工作在MHz（1e6)到GHz（1e9）的频率范围。如下图应用及为典型的电磁应用范畴。

图2  电磁成像

图3 电源模块设计

图4  天线设计  

图5电机设计

连接器设计的问题实质上也是关注材料和电磁信号相互作用的问题，也就是研究电磁学与连接器具体工程应用的相互关系问题。其核心基础最终都追究到一组非常伟大的方程组——麦克斯韦方程组。如图6，其发明者为英国物理学家麦克斯韦，如图7

目前研发的主要手段如下：

而经过长期工程实践，电磁仿真技术是最优选择，在研发产品系统前期就可以对系统在计算机上有效评估，通过数字模型可以研究更深细节，也满足目前中国数字化建设大框架，是为了技术研发可持续发展的关键动能。

三、连接器仿真技术学习内容

连接器仿真技术学习一共包含两个方面，第一个方面为电磁仿真技术基础部分，主要为后续在具体仿真中让工程师清晰了解为什么这样做，而不仅仅是得到一个仿真结果，而对结果的正确性确无法保证，学习电磁基础后可以明显增强工程师的创新能力，电磁基础课是解决这个问题量身定做的课程，也可关注仿真秀 工信部ANSYS电磁工程师认证辅助视频课程。

第二个方面为具体工程应用行业中连接器仿真案例及实操过程，有助于增强工程师理论到具体工程应用的过渡，对于学生，实现的是从学校学生到工程应用工程师转变，而对于工程经验非常多的工程师，不是工程专家，也可以重新回顾过来看电磁基础部分，这样增强工程和理论的衔接关系，从而增加工程经验底蕴，进而增强工程创新能力，实现工程师到电磁仿真工程专家的转变。