5G时代的EMC仿真挑战——ANSYS体系架构解决EMC问题
随着5G时代的到来，各行业皆面临创新升级，智慧生活、物联网、AI、自动驾驶、大数据运算等，让电子装置种类丰富多样。随着电磁环境急剧恶化，在如此复杂的环境下，设计出依然满足电磁兼容认证要求的高性能产品，是一项非常具有挑战性的工作。
作为EMC工程师，我们深受测试-发现问题-整改-测试这一过程之苦，测试周期冗长，测试费用惊人。尤其当面临一个庞大而复杂的电子系统时，要找到干扰源或阻止传播路径不是一件容易的事情，这样通过后期的排错去解决所有的问题是非常考验EMC工程师的经验的。
但是，EMC设计又直接关系到产品的稳定性、安全性、可靠性等，是产品设计过程中，必须通过的硬性指标。
有什么方式可以在前期设计阶段就解决这类EMC设计问题呢？
答案就是借助先进的模拟技术。
通过电脑软件模拟技术完成对产品的研发及更新，这已是当今高科技企业普遍采取的技术手段。EMC问题，同样可以运用仿真技术完成分析和最优化设计，在设计前期、中期以及产品排错阶段，皆可运用的技术。
电磁兼容是一门牵涉极为广泛的学问，做电力电子、高频微波、仪器设备…不同背景的工程师，谈的重点不太一样，对产品系统认知程度不同、对EMC仿真构想不同，建立的模型也会不同。
此外，EMC仿真又跟天线、电机、高速信号完整性等领域的仿真技术有所不同，这些领域追求与测试结果的一致性。而面对复杂系统的整机EMC模拟，例如产品包含机壳、射频电路、电源电路板、线缆以及各种连接器、结构件等，这时候EMC仿真的真正目标，并非是获得与EMC测试结果非常一致的仿真结果，而是应以尽可能简单的模型反应产品关键设计因素，以在最短的运算时间内获得对产品EMC效能有益的最佳化设计或排错措施。
随着近十来年的飞速发展，网上各行业大牛也总结了很多EMC仿真经验。例如我们的知友总结出的“EMC仿真秘籍”独孤九剑“有哪九招？”链接：https://zhuanlan.zhihu.com/p/340643797
以ANSYS仿真体系架构为例，ANSYS提供从芯片、封装、磁性元件、机电系统、PCB、整机到环境级的建模能力，适用于不同行业、不同产品的EMC分析。并且在新版本中，将IcePak及Mechanical功能也加入到电子桌面下，非常适合电子工程师通过统一的操作界面来解决EMC中出现的结构、热等问题。
1、开关电源传导干扰
开关电源近几年发展迅速，IGBT到接下来的碳化硅，功率越来越强，开关频率也不断提高，随之而来的EMC问题也变得日益严重。
在进行开关电源仿真时，主要是用Q3D抽取传播路径上的寄生参数，如PCB、功率器件、线缆的RLC寄生参数。利用Maxwell对零部件，如电阻、电感、电容、变压器等的高频特性进行建模分析，然后在机电系统平台Simplorer中，将部件的高频模型连接成完整的开关电源模拟电路，可得到传导干扰的频谱分布曲线。
2、PCB板的电磁辐射
PCB板上集成了复杂的、密集的元件、走线、过孔等，当芯片或其它开关元件工作时，高速信号在走线上传输，造成电路板对外电磁辐射。通过Ansys SIwave软件可以快速建立PCB模型，进行各项SI/PI/EMC效能的功能仿真分析，以及自动最佳化分析工具，可以方便定位PCB的噪声，抑制噪声强度、提升产品EMC效能。
3、电子设备线缆辐射发射分析
线缆的布局直接影响电子设备的EMC特性，线缆作为被动器件，PCB上产生的干扰源通过线缆直接辐射到空间，此时的线缆特性类似于天线。而通过线缆辐射到空间的电磁波又通过其它器件的线缆或外壳耦合到设备内部，对其它设备的性能产生影响。
通过ANSYS Q2D建立线缆截面模型，通过circuit指定各个线缆端子的信号频谱和负载电阻，然后在HFSS里边建模外壳模型以及其它结构件，并在circuit中与Q2D联合仿真，快速完成线缆辐射仿真。
上海艾羽信息科技有限公司是一个以CAE软件销售、技术咨询及服务，仿真咨询及规划布局为一体的高科技公司。
作为ANSYS的合作伙伴，艾羽致力于将ANSYS推出的产品，通过业界性能颇佳、颇丰富的工程仿真软件产品组合帮助客户解决复杂的仿真难题。力求与ANSYS一起，共同为中国制造业提供先进的仿真技术，通过仿真技术支撑中国2025。
